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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-10082021-153818
Documento
Autor
Nome completo
Rafael de Moura Nobre
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2021
Orientador
Banca examinadora
Landgraf, Fernando Jose Gomes (Presidente)
Neves, Maurício David Martins das
Oliveira, Ana Sofia Clímaco Monteiro de
Título em português
Influência dos parâmetros do processo de manufatura aditiva de fusão em leito de pó na microestrutura e textura cristalográfica da liga Nb-47Ti.
Palavras-chave em português
Difração de elétrons retroespalhados
Fusão em leito de pó a laser
Liga de titânio
Manufatura
Textura cristalográfica
Resumo em português
A manufatura aditiva, popularmente conhecida como impressão 3D é um conjunto de técnicas de fabricação que pode construir peças de geometrias complexas em um processo de adição de material em camadas. O processo de fusão em leito de pó a laser caracteriza-se por fundir seletivamente camadas de material particulado numa escala micrométrica em padrões repetitivos de varredura. Essa tecnologia é capaz de reduzir o módulo de elasticidade de biomateriais metálicos através do controle da microestrutura e textura cristalográfica, influenciados pela potência e velocidade do laser, assim como pelas condições de extração de calor. Este trabalho investigou o efeito dos parâmetros de potência e velocidade de varredura do laser, em um processo de fusão em leito de pó, na formação da microestrutura e textura cristalográfica da liga Nb-47Ti, utilizando pó pré-ligado obtido por atomização à plasma. A microestrutura foi caracterizada por microscopia ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), a textura cristalográfica por técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) e o módulo de elasticidade foi obtido indiretamente a partir dos dados de orientação de EBSD. A microestrutura da liga Nb-47Ti apresentou uma morfologia de solidificação celular dendrítica que cresce epitaxialmente orientada normal às bordas das poças de fusão. O aumento da potência e velocidade de varredura do laser mostrou-se vital na redução no módulo de Young e na formação de uma textura <100> // paralela à direção de construção.
Título em inglês
Influence of parameters of additive manufacturing powder bed fusion process on the microstructure and crystallographic texture of the Nb-47Ti alloy.
Palavras-chave em inglês
Additive manufacturing
Crystallographic texture
Electron backscattered diffraction
Laser powder bed fusion
Titanium alloy
Resumo em inglês
Additive manufacturing, known as "3D printing", is a set of manufacturing techniques that can build parts with complex geometries in a process of adding layered powder material. The laser powder bed fusion process (L-PBF) is characterized by selectively melting layers of particulate material at a micrometer scale in repetitive layered patterns. This technology is expected to improve Young modulus of metallic biomaterials, by controlling the microstructure and crystallographic texture - influenced by laser power and scanning speed - as well as by the heat extraction. This work investigates the role of the laser power and scanning speed on microstructure and crystallographic texture formation of the Nb-47Ti alloy, fabricated by powder bed fusion process, using pre-alloyed powder obtained by plasma atomization. The microstructure was characterized by optical microscopy (OM), scanning electron (SEM) and the crystallographic texture by backscattered electron diffraction technique (EBSD), and Young modulus was obtained indirectly via EBSD data. The microstructure showed a cellular dendritic solidification morphology formed by epitaxy at the edges of the melting pools. Texture results indicated that higher values of power and scanning speed were favored the increasing of a <100> parallel to the building direction texture and a reduction in Young's modulus.
 
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Data de Publicação
2021-08-16
 
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