Caracterização e modelagem da rugosidade e tensão residual do aço maraging após a fusão em leito de pó e fresamento
A versatilidade de fabricação proporcionada pela manufatura aditiva destaca-se no contexto da automação e integração promovidas pela Manufatura Avançada. Dentre as tecnologias aditivas, a fusão em leito de pó PBF (do inglês, Powder Bed Fusion) apresenta compatibilidade com o processamento de materiais metálicos de alto desempenho e vantagens na fabricação de geometrias complexas. No entanto, ainda é preciso buscar alternativas para superar certas limitações da qualidade superficial obtida com esta tecnologia aditiva, como combiná-la ao fresamento de acabamento. Assim, é importante desenvolver estratégias de previsão da qualidade superficial dos produtos dessa rota combinada de manufatura para um melhor planejamento dos parâmetros dos processos. O presente trabalho visa caracterizar a rugosidade e tensão residual superficial do aço maraging manufaturado por fusão em leito de pó a laser e pós-processado com tratamento térmico de envelhecimento e fresamento e estruturar modelos de regressão para estes atributos de integridade superficial. Para isso, foram fabricadas amostras por PBF em duas orientações. Em seguida, foram realizadas medidas de porosidade, rugosidade e tensões residuais, análise de microestrutura e ensaios mecânicos, antes e após o tratamento de envelhecimento (480 ºC por 3 horas). No fresamento, combinações de diferentes avanços por dente e velocidades de corte foram utilizadas, considerando o monitoramento do torque do eixo-árvore das operações para auxiliar na modelagem da rugosidade média (Ra) e tensão residual. O material obtido por PBF apresentou Ra entre 4 µm e 9,4 µm, tensões residuais entre -60 MPa e -347 MPa na superfície de topo e entre -21 MPa e 223 MPa no perfil de tensões na superfície paralela à direção de construção. Após o fresamento, foram obtidas Ra entre 0,21 µm e 3,43 µm. As tensões residuais superficiais após o fresamento foram, predominantemente, compressivas com valores até -969 MPa, dependendo dos parâmetros de manufatura. Por fim, foi possível obter modelos de regressão para Ra e para tensão residual, em função dos parâmetros de processo e métricas do sinal de torque do eixo-árvore. O bom desempenho do regressor gradient boosting reforçou o potencial da abordagem proposta para auxiliar a obtenção de produtos com melhor integridade superficial com base na manufatura.