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Additive manufacturing of H11 with wire-based laser metal deposition

Manufatura Aditiva do Aço Ferramenta H11 por Deposição Metálica de Arame a Laser
 
: Holzbach Oliari, Stella; Climaco Monteiro D'Oliveira, Ana Sofia; Schulz, Martin

:
Fulltext (PDF; )

Revista soldagem & inspeção 22 (2017), No.4, pp.466-479
ISSN: 0104-9224 (Print)
ISSN: 1980-6973 (Online)
English
Journal Article, Electronic Publication
Fraunhofer IPT ()
laser additive manufacturing; hot work tool steel; parametric study; LMD-W; manufatura aditiva a laser; aco ferramenta para trabalho a quente; parâmetros de processo

Abstract
Laser additive manufacturing (LAM) is a near-net-shape production technique by which a part can be built up from 3D CAD model data, without material removal. Recently, these production processes gained attention due to the spreading of polymer-based processes in private and commercial applications. However, due to the insufficient development of metal producing processes regarding design, process information and qualification, resistance on producing functional components with this technology is still present. To overcome this restriction further studies have to be undertaken. The present research proposes a parametric study of additive manufacturing of hot work tool steel, H11. The selected LAM process is wire-based laser metal deposition (LMD-W). The study consists of parameters optimization for single beads (laser power, travel speed and wire feed rate) as well as lateral and vertical overlap for layer-by-layer technique involved in LMD process. Results show that selection of an ideal set of parameters affects substantially the surface quality, bead uniformity and bond between substrate and clad. Discussion includes the role of overlapping on the soundness of parts based on the height homogeneity of each layer, porosity and the presence of gaps. For the conditions tested it was shown that once the deposition parameters are selected, lateral and vertical overlapping determines the integrity and quality of parts processed by LAM.

 

Manufatura aditiva a laser é uma técnica de produção por camadas na qual uma peça pode ser prod uzida a partir de um modelo 3D sem remoção de material. Recentemente, esses processos ganharam atenção devido à disseminação de processos com polímeros em aplicações privadas e comerciais. Entretanto, devido ao desenvolvimento insuficiente da manufatura aditiva com metais há uma resistência na produção de componentes funcionais com esta tecnologia. Portanto, para superar essa limitação, o presente artigo propõe um estudo nos parâmetros de processo de deposição metálica de arame a laser (LMD-W) do aço ferramenta para trabalho a quente, H11. O estudo consiste na otimização de parâmetros para cordões individuais (potência do laser, velocidade de deslocamento e de alimentação do arame), bem como sobreposição lateral e vertical para a técnica de camada por camada envolvida no processo. Os resultados mostram que a seleção de um conjunto ideal de parâmetros afeta substancialmente a qualidade superficial, a uniformidade dos cordões e a aderência entre o substrato e o cordão. A discussão ainda inclui a função da sobreposição na estabilidade do processo em relação à homogeneidade da altura de cada camada, porosidade e presença de falhas. Foi comprovado que após a seleção dos parâmetros de deposição, a sobreposição lateral e vertical determina a integridade e qualidade das peças manufaturadas aditivamente.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-484406.html