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2017
Journal Article
Titel
Additive manufacturing of H11 with wire-based laser metal deposition
Alternative
Manufatura Aditiva do Aço Ferramenta H11 por DeposiĂ§Ă£o MetĂ¡lica de Arame a Laser
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.
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Manufatura aditiva a laser Ă© uma tĂ©cnica de produĂ§Ă£o por camadas na qual uma peça pode ser prod uzida a partir de um modelo 3D sem remoĂ§Ă£o de material. Recentemente, esses processos ganharam atenĂ§Ă£o devido Ă disseminaĂ§Ă£o de processos com polĂmeros em aplicações privadas e comerciais. Entretanto, devido ao desenvolvimento insuficiente da manufatura aditiva com metais hĂ¡ uma resistĂªncia na produĂ§Ă£o de componentes funcionais com esta tecnologia. Portanto, para superar essa limitaĂ§Ă£o, o presente artigo propõe um estudo nos parĂ¢metros de processo de deposiĂ§Ă£o metĂ¡lica de arame a laser (LMD-W) do aço ferramenta para trabalho a quente, H11. O estudo consiste na otimizaĂ§Ă£o de parĂ¢metros para cordões individuais (potĂªncia do laser, velocidade de deslocamento e de alimentaĂ§Ă£o do arame), bem como sobreposiĂ§Ă£o lateral e vertical para a tĂ©cnica de camada por camada envolvida no processo. Os resultados mostram que a seleĂ§Ă£o de um conjunto ideal de parĂ¢metros afeta substancialmente a qualidade superficial, a uniformidade dos cordões e a aderĂªncia entre o substrato e o cordĂ£o. A discussĂ£o ainda inclui a funĂ§Ă£o da sobreposiĂ§Ă£o na estabilidade do processo em relaĂ§Ă£o Ă homogeneidade da altura de cada camada, porosidade e presença de falhas. Foi comprovado que apĂ³s a seleĂ§Ă£o dos parĂ¢metros de deposiĂ§Ă£o, a sobreposiĂ§Ă£o lateral e vertical determina a integridade e qualidade das peças manufaturadas aditivamente.
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