A fabricação aditiva do Inconel 718 continua sendo um dos principais avanços em indústrias como aeroespacial e de energia. Isso se deve principalmente à resistência ao calor e à força únicas dessa liga. Diferentemente da usinagem convencional, a fabricação aditiva do Inconel 718 tem a vantagem de construir peças camada por camada. Essa capacidade permite produzir peças com designs e geometrias altamente complexas. No entanto, esses projetos e geometrias altamente complexos apresentam desafios específicos durante a fabricação aditiva do Inconel 718, incluindo redução na qualidade do produto, diminuição da eficiência na produção e problemas na gestão de custos. À medida que mais indústrias passam a utilizar o Inconel 718 aditivo para fabricar componentes de alta qualidade, é fundamental compreender melhor os desafios ainda não explorados para resolvê-los. Este blog busca resolver os desafios presentes na fabricação aditiva do Inconel 718.
Um dos desafios da Manufatura Aditiva em Inconel 718 são as características da própria liga. O Inconel 718 possui alta condutividade térmica, o que leva ao desenvolvimento de estruturas internas frágeis. Esses defeitos internos incluem trincas, porosidade e fases frágeis. A qualidade do pó de Inconel 718 influencia diretamente o resultado da manufatura aditiva, assim como a morfologia do pó. Fatores como pó irregular e contaminado são considerados uma das principais causas de problemas na união entre camadas.
Para resolver os problemas, recomenda-se que os fabricantes utilizem pó de Inconel 718 de alta pureza, com uma distribuição específica de tamanho de partícula entre 15 e 45 micrômetros. O pré-aquecimento da plataforma de construção também auxilia na redução dos gradientes térmicos e na possibilidade de trincas. A têmpera em solução e o envelhecimento, por outro lado, melhoram as propriedades mecânicas da peça após o processamento e, após a remoção da fase frágil, ajudam a contornar inteiramente o problema da fase frágil na Manufatura Aditiva de Inconel 718.
No caso da Manufatura Aditiva de Inconel 718, os parâmetros do processo representam outro grande desafio. Potência do laser, velocidade de varredura, altura da camada e espaçamento entre linhas são todos parâmetros que precisam de calibração específica, e até pequenas imprecisões nesses parâmetros podem levar a defeitos significativos. Por exemplo, uma parte do laser que é excessivamente potente pode causar super-fusão, e uma velocidade de varredura muito baixa pode resultar em fusão incompleta. Uma solução possível é o uso de sistemas inteligentes que oferecem simulação e testes de variáveis antes da produção real para os fabricantes. Como ocorre na manufatura aditiva moderna de Inconel 718, as ferramentas de monitoramento em tempo real de outros sistemas avançados de manufatura permitem o acompanhamento dos parâmetros e definem uma proporção de precisão para as camadas. Esse controle adaptativo quase automatizado das camadas é facilitado pela análise em tempo real dos parâmetros e pelo ajuste pré-definido dos mesmos pelos operadores. O processo de Manufatura Aditiva de Inconel 718 também pode ser aprimorado com a precisão de testes em pequena escala de peças projetadas, que definem parâmetros específicos.
Um dos principais desafios na Manufatura Aditiva de Inconel 718 é garantir a qualidade do produto. Durante a produção de peças fabricadas aditivamente, defeitos internos, incluindo microtrincas e porosidade, são extremamente difíceis de identificar. Técnicas de inspeção de qualidade são meramente insuficientes para peças complexas de Inconel 718 produzidas aditivamente. Para combater isso, o processo deve incorporar técnicas NDT mais sofisticadas, como tomografia computadorizada (CT) e técnicas de varredura ultra-sônica. Essas técnicas detectam falhas internas e garantem que a peça atenda aos padrões exigidos. Além disso, a implementação de um sistema completo de rastreabilidade de dados auxilia no acompanhamento do processo de Manufatura Aditiva de Inconel 718. Este sistema é altamente orientado ao processo e ajuda no rastreamento dos dados do processo e dos resultados de inspeção. Esta medida preventiva garantirá que defeitos não sejam replicados em futuros processos de Manufatura Aditiva de Inconel 718.
O pós-processamento na manufatura aditiva de Inconel 718 é muito crítico e deve ser bem compreendido, pois apresenta desafios. É importante entender que as peças devem ser pós-processadas com precisão para remover estruturas de suporte, realizar acabamento superficial e tratamento térmico. A remoção de estruturas de suporte de peças complexas de Inconel 718 é mais difícil e demorada, além de aumentar a possibilidade de danificar a peça.
As estruturas de suporte podem ser projetadas com recursos de corte para facilitar o pós-processamento. Por exemplo, as estruturas de suporte podem ser projetadas com 'pinos' finos que podem ser facilmente removidos. As superfícies de Inconel 718 produzidas por manufatura aditiva podem ser uniformizadas no pós-processamento por meio de sistemas automatizados, como retificação robótica. Projetos personalizados de tratamento térmico no pós-processamento reduzem as tensões residuais do Inconel 718 na manufatura aditiva, melhoram as propriedades mecânicas e evitam a introdução de calor.
Os benefícios da Manufatura Aditiva de Inconel 718 em indústrias de múltipla precisão são imensos, e os desafios que essas indústrias enfrentam determinarão a extensão da implementação. Superar os desafios relacionados à aquisição de materiais por meio do investimento em pó de qualidade, tratamento térmico e refinamento dos parâmetros do processo por meio de sensores inteligentes embutidos, desenvolver sistemas de ensaios não destrutivos (END) e rastreabilidade para camadas de controle de processo e automatizar o pós-processamento simplificará o trabalho dessas indústrias. Tecnologias futuras que integrem controle de processo estratégico e automatizado aprimorarão a manufatura aditiva de Inconel 718. A implementação em velocidade máxima de sistemas projetados permitirá que essas indústrias realizem manufatura aditiva avançada de Inconel 718 e criem peças complexas. Isso promoverá as indústrias de múltipla precisão em áreas como aeroespacial e energia.
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