Manufatura Aditiva de Aço Inoxidável 316L por Fusão Seletiva a Laser Translated title: Additive Manufacturing of 316L stainless steel by Selective Laser Melting

Abstract

Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a determinação dos parâmetros ótimos do processo de manufatura aditiva de Fusão Seletiva a Laser (FSL) para o aço 316L visando a obtenção de peças com alta densidade, utilizando equipamento fabricado no Brasil. Foi realizada também uma completa caracterização estrutural tanto da matéria prima utilizada (pó comercial) quanto das peças mais densas obtidas. As propriedades mecânicas das peças produzidas por FSL também foram avaliadas e comparadas com peça fabricada de forma convencional. Foi observado que a densidade das peças aumenta com o aumento da densidade volumétrica de energia fornecida pelo laser até atingir um patamar de máxima densidade. Um modelo polinomial foi proposto correlacionando a densidade volumétrica de energia utilizada com a densidade final da peça. As peças produzidas por FSL mostraram uma elevada densificação (densidade relativa superior a 99,49%) com uma reduzida porosidade homogeneamente dispersa no material. Uma microestrutura austenítica celular, típica do processo FSL, foi obtida. A dureza e a microestrutura das peças se mostrou constante ao longo do comprimento das mesmas e os resultados obtidos em ensaio de compressão mostraram que as peças obtidas por FSL possuem uma resistência mecânica e ductilidade próximas às observadas para amostra fabricada de forma convencional.

Translated abstract

Abstract: The present study aimed to determine the optimum parameters for the Selective Laser Melting (SLM) additive manufacturing process of 316L steel in order to obtain high density parts, using equipment manufactured in Brazil. It was also carried out a complete structural characterization of both the raw material used (commercial powder) and the denser parts obtained. The mechanical properties of the parts produced by SLM were also evaluated and compared with parts manufactured by conventional methods. It was observed that the parts’ density increases with increasing energy density applied by the laser until maximum and constant density level is reached. A polynomial model was proposed correlating the energy density used with the final part density. The parts produced by SLM showed high densification (relative density greater than 99,49%) with low porosity homogeneously dispersed in the material. A cellular austenitic microstructure, typical of SLM process, was obtained. The hardness and microstructure of the parts are constant throughout their length and the compression test results showed that parts manufactured by SLM have strength and ductility similar to those manufactured by conventional methods.