Medeiros, Jorge Luis BrazMonteiro, Daniel de Souza2025-04-252025-04-252023MONTEIRO, Daniel de Souza. Aplicação de manufatura aditiva metálica (mam) pelo processo fdm no desenvolvimento de componentes para moldes de injeção. 2023. 101f. Dissertação (mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2023.https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12725Dissertações (mestrado)Nas últimas décadas os avanços tecnológicos em materiais e processos tem propiciado inovações com potencialidades capazes de revolucionar os processos de fabricação. Entre estes processos, pode ser destacada a manufatura aditiva metálica (MAM), propiciando rápidas respostas inicialmente a componentes sobressalentes e de complexidade elevada. Uma das rotas de fabricação por manufatura aditiva metálica que tem se destacado, utiliza como filamento os mesmos feedstocks do processo Metal Injection Molding (MIM), com base de poliacetal como aglutinante. Os principais filamentos desenvolvidos pela empresa são o aço inoxidável austenítico Catamold 316L Fusion e o aço inoxidável endurecido por precipitação Catamold 17 4 PH. Neste estudo foi desenvolvido inserto para moldes de injeção de polímeros com o aço inoxidável endurecidos por precipitação catamold 17 4 PH. Após a modelagem computacional, a impressão 3 D foi realizada definindo-se os melhores parâmetros de velocidade, aquecimento em condições, onde as deformações e o nível de porosidade fossem minimizadas. Na etapa seguinte, a extração do polímero (debiding) foi realizada com vapor aquecido de ácido nítrico com grau de pureza de 99,999% em forno com atmosfera controlada. Posteriormente o inserto foi sinterizado em forno de atmosfera controlada com hidrogênio na temperatura de 1330 °C. A partir do inserto sinterizado, foram aplicadas algumas etapas complementares de usinagem, caracterizada a resistência mecânica do material, verificado o dimensional e após a colocação dos insertos no porta molde, as peças poliméricas foram injetadas. Os resultados demostraram que o inserto desenvolvido pela tecnologia de impressão 3D FDM apresenta elevado potencial para aplicação em moldes de injeção, podendo a vida útil do inserto ser melhorada com aplicação de tratamento térmico de solubilização e envelhecimento do substrato. Com a utilização de engenharia de superfície, com processos de difusão como nitretação à plasma ou depósitos de filmes finos como PVD, DLC e outros é possível melhorar a vida em fadiga e as propriedades tribológicas dos produtos gerados por esta tecnologia. Conclui-se que a manufatura aditiva metálica representa o estado da arte na fabricação mecânica, porém com muitas lacunas. Se por um lado, os custos foram maiores para a fabricação pelo processo MAM, o tempo de fabricação se mostrou bastante reduzido, próximo de cinco vezes menor que a usinagem convencional. Houve necessidade de acabamento das superfícies para possibilitar a extração e os tempos de injeção de ambos foram idênticos, considerando que não pôde ser aplicada a refrigeração. Nos próximos anos devem ser realizadas pesquisas que irão aumentar a produtividade, reduzir custos e revolucionar a área de projeto e fabricação de moldes de elevada complexidade.In recent decades, technological advances in materials and processes have provided innovations with potential to revolutionize the manufacturing processes. Among these processes can be highlighted the metallic additive manufacturing (MAM), providing quick responses initially to spare components and high complexity. One of the manufacturing routes by metallic additive manufacturing that has stood out uses as filament the same feedstocks of the Metal Injection Moding (MIM) process, with polyacetal base as binder. The main filaments developed by the company are the austenitic stainless steel Catamold 316L Fusion and the precipitation-hardened stainless steel Catamold 17 4 PH. In this study, an insert for polymer injection molds was developed with the Catamold 17 4 PH precipitation-hardened stainless steel. After computational modeling, 3 D printing was performed by defining the best parameters for speed, heating under conditions, where deformations and porosity level were minimized. In the next step the polymer extraction (debiding) was carried out with heated nitric acid vapor with a purity of 99.999% in a controlled atmosphere oven. Subsequently, the insert was sintered in a controlled atmosphere furnace with hydrogen at a temperature of 1330 °C. From the sintered insert, some additional machining steps were applied, the mechanical strength of the material was characterized, the dimensional was verified and after placing the inserts in the mold base, polymeric parts were injected. The results showed that the insert developed by FDM 3D printing technology presents a high potential for application in injection molds, and the insert life can be improved with the application of heat treatment of solubilization and aging of the substrate. With the use of surface engineering, with diffusion processes like plasma nitriding or thin film deposits like PVD, DLC and others it is possible to improve the fatigue life and tribological properties of the products generated by this technology. We conclude that metal additive manufacturing represents the state of the art in mechanical manufacturing, but with many gaps. If on the one hand the costs were higher for manufacturing by the MAM process, the manufacturing time was greatly reduced, close to five times shorter than conventional machining. There was a need to finish the surfaces to enable extraction and the injection times of both were identical, considering that refrigeration cannot be applied.In the next few years, research that will increase productivity, reduce costs, and revolutionize the area of design and manufacturing of highly complex molds should be conducted.poropen accessManufatura aditiva metálicaImpressão 3D metálicaAços inoxidáveis 17 4PHSinterizaçãoMoldes de injeçãoMetal additive manufacturing3D metal printingStainless steels 17 4PHSinteringInjection moldsmasterThesis