CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL DA LIGA DE TITÂNIO Ti6AI4V OBTIDA VIA FUSÃO POR FEIXE DE ELÉTRONS
O desenvolvimento de processos de manufatura aditiva, como impressão por feixe de elétrons (EBM), está alinhado com a atual necessidade de otimização, redução de custos e tempo de desenvolvimento da indústria, permitindo a construção de protótipos com características mecânicas equivalentes e de produtos finais personalizados, como próteses, para as quais a liga Ti6Al4V tem ampla aplicação devido à biocompatibilidade e resistência. A necessidade de materiais com maior limite de resistência está se tornando cada vez maior, enquanto falhas precisam ser evitadas e para tal torna-se necessário conhecer as características estruturais do material resultante. A caracterização das amostras impressas via EBM realizada através de microscópio Zeiss Axio Z1m indica um nível de porosidade em torno de 2,7% e uma microestrutura lamelar composta pelas fases α primária e secundária na matriz de fase β. Adicionalmente, as amostras apresentaram alta rugosidade Ra = 15,6 μm, avaliada utilizando equipamento Taylor Hobson Surtronic 3. As propriedades padrão da liga Ti6Al4V impressa, obtidas através de testes de tração em amostra ASTM A370 (2008) reduzida (UTM INSTRON3369), indicam uma tensão de escoamento média em torno de 789 Mpa e tensão máxima de 864 Mpa, com um alongamento a fratura de 11%. Os dados obtidos do teste uniaxial de tração podem ser suficientes para suportar simulações numéricas, aplicando critérios de falha convencionais, como Effective Plastic Strain. Entretanto, a aplicação desse tipo de critério resulta em previsões incorretas de falhas em altos e baixos níveis de triaxialidades. A fim de prever fraturas em diferentes condições de triaxialidade e permitir a calibração de modelos constitutivos de dano, sete geometrias diferentes foram impressas em uma faixa de triaxialidade de -0,26 a 0,96, sendo a deformação a fratura avaliada através de experimentos (equipamento UTM) e a triaxialidade a fratura coletada através de simulações numéricas, resultando na curva de triaxialidade do material. A partir da curva de triaxialidade, é possível utilizar critérios de falha mais completos e representativos, como o critério de falha de Johnson Cook, que é mais representativo em comparação com critérios de falha comuns. O levantamento das propriedades mecânicas usuais dos componentes obtidos via EBM, bem como avaliação dos resultados das fraturas (deformação e triaxialidade) físicas e numéricas sob diferentes fatores de triaxialidade do material, possibilitam a obtenção da curva de triaxialidade e calibração dos modelos constitutivos de dano, estabelecendo uma metodologia que permite previsão de falhas, contribuindo para o desenvolvimento de projetos robustos de manufatura aditiva.