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PTDC/EMS-PRO/1356/2014

PTDC


Código da Operação:
POCI-01-0145-FEDER-016713

Acrónimo: Hibsilaser

Referência: PTDC/EMS-PRO/1356/2014

Objetivo temático: OT 1 - Reforçar a investigação, o desenvolvimento tecnológico e a inovação

Título: Melhoraria do comportamento mecânico de componentes funcionais hibridos obtidos por sinterização a laser

Área Científica: Engenharia Mecânica e Sistemas de Engenharia - Projeto Mecânico

Síntese do Projeto: A sinterização laser de metais inicialmente destinada à prototipagem rápida tem sido recentemente usada no fabrico de componentes estruturais. A Sinterização Selectiva por Laser (SLS) apresenta como uma das principais vantagens a construção de peças híbridas: constituídas por dois materiais diferentes ou obtidas por dois processos tecnológicos distintos. A ideia chave deste projecto é estudar os parâmetros do processo de forma a realizar peças funcionais híbridas com propriedades mecânicas optimizadas. O conceito de peça híbrida aqui considerado é a ligação de um substrato obtido por maquinagem sobre o qual vai ser construída por sinterização a parte restante do componente. Este processo permitirá obter ganhos de produtividade, reduzindo o tempo de sinterização e consequentemente o custo.
Conforme o referido anteriormente, o objectivo fundamental do projecto é analisar as potencialidades do processo de sinterização a laser para a fabricação de componentes híbridos constituídos por materiais diferentes com elevadas propriedades mecânicas. Neste contexto, no âmbito do projecto será estudado o comportamento mecânico de provetes de referência em aço maraging obtidos por sinterização a laser e componentes híbridos em que o aço maraging é depositado por sinterização a laser em substratos maquinados em aço inox e aço cromo níquel. A interface entre os dois tipos de materiais será uma região crítica em termos de comportamento mecânico. Assim, pretende-se estudar em detalhe a tenacidade à fractura e propagação de fendas de fadiga no plano da interface. Vai ser dedicada a especial atenção à anisotropia das propriedades e à microestrutura e também à influência da taxa de deposição, tanto na tenacidade à fractura e como no comportamento à fadiga dos componentes híbridos. No que diz respeito à propagação de fendas de fadiga serão estudados em detalhe: a influência do tipo de interface na taxa de propagação, o fecho da fenda e a resposta à aplicação de sobrecargas. A resistência à fadiga será quantificada em termos de curvas S – N para analisar a influência da combinação de material na interface híbrida. Propõe-se um estudo detalhado dos mecanismos de rotura por fadiga usando microscopia electrónica e da aplicabilidade da lei de Miner para o caso das solicitações de amplitude variável por blocos. Far-se-á também a previsão da vida em fadiga utilizando modelos avançados, considerando a presença de defeitos submicrométricos usando o método de elementos finitos em conjunto com a mecânica da fractura e abordagens de tensão locais.
A Estratégias de Investigação e Inovação para uma Especialização Inteligente (RIS3) estabelecerem uma visão de futuro sustentável para a região centro, apontando o desenvolvimento de soluções industriais sustentáveis nomeadamente o desenvolvimento e utilização de materiais, as tecnologias de produção e o sector automóvel como uma linha estratégica do desenvolvimento regional. O Sector Automóvel é um dos mais dinâmicos e inovadores da economia portuguesa, representando um universo de 28 mil empresas e um total de 140 mil postos de trabalho directos, com um volume de negócios de 24 mil milhões de
euros, constituindo um dos principais sectores exportadores (19,8% do total). A EROFIO SA é uma empresa fundada em 1990, cuja produção é essencialmente componentes de moldes de injecção para a produção de peças plásticas para a indústria automóvel, e que desde 2011 tem vindo a ganhar experiência na fabricação de peças por sinterização a laser e que estará envolvida no projecto, quer na produção dos componentes quer no interesse nos resultados obtidos.
Para o desenvolvimento do projecto foi constituída uma equipa com grande experiência e qualificação nos domínios da fadiga dos materiais e componentes mecânicos, fractura dos materiais e aplicação de métodos numéricos na caracterização do processo de fadiga. Dos resultados do projecto são esperadas conclusões importantes para o avanço tecnológico sustentado da região e do país e ainda significativos contributos para a internacionalização científica concretizada pela publicação de vários artigos em revistas científica de prestígio e na apresentação dos resultados em conferências internacionais. Merece ainda destaque o contributo para o enriquecimento do capital humano nacional que se irá traduzir na realização duma tese de doutoramento e pelo menos duas teses de mestrado no âmbito do projecto.

Investigador Responsável: Doutor José António Martins Ferreira

Programa de Financiamento: PT2020 – SAICT –PTDC/ICDT

Instituição Financiadora: FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Data de início: 01-06-2016

Data de conclusão: 31-05-2019

Instituições participantes no Projeto: Universidade de Coimbra

Custo total elegível (EUR): 85.547,00€

Apoio financeiro da UE: 72.714,95€

Apoio financeiro público nacional: 12.832,05€

Técnico do Projeto: Paula Lopes

Contacto: 239247024