Dimensionamento e ensaio de uma ferramenta produzida por impressão 3D para estampagem de alumínio

• Autor(a) principal: Matias, Rui Jorge Martins
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.26/46634
• topic: Estampagem; Fabrico Rápido de Ferramentas; Impressão 3D; Processos de Fabrico Não Convencionais; Rubber Forming; Simulação Numérica; Stamping; Rapid Tooling Manufacturing; 3D printing; Non-Conventional Manufacturing Processes; Rubber Forming; Numerical Simulation

A tecnologia de impressão 3D vem revolucionar os métodos de produção e de consumo, dando a possibilidade de desenvolver produtos de uma forma rápida e com um investimento reduzido, criando ainda a possibilidade de ser flexível no desenho do produto. A evolução desta tecnologia tem contribuindo em muito para a 4ª revolução industrial, com cada vez maior interesse de aplicação desta tecnologia na indústria. O presente trabalho procura apresentar uma solução de desenvolvimento de ferramentas, fabricadas por impressão 3D através de técnicas de fabrico por fusão de filamento, que permitam a sua aplicação em processos de estampagem de chapa de alumínio a baixa pressão, por via do processo de rubber forming. Através de técnicas de fabrico rápido de ferramentas, pretende-se evidenciar que é possível a produção de ferramentas de estampagem por fabrico aditivo, em alternativa aos processos de fabrico convencionais, com as inerentes vantagens deste processo produtivo, em termos de redução de tempo de produção e impacto económico de construção de ferramentas, assim como na obtenção de produtos usando-se materiais e processos mais sustentáveis para o ambiente. No presente trabalho, foi projetada, desenhada e produzida uma ferramenta, por fabrico aditivo, para estampagem de um componente aeronáutico em chapa de alumínio. O processo de estampagem foi simulado pelo método dos elementos finitos, tendo-se estudado o comportamento da chapa em deformação plástica e da ferramenta durante o processo de conformação. Após produção de um protótipo da ferramenta por impressão 3D, verificou-se que a ferramenta impressa cumpria requisitos dimensionais e que estava apta para a realização de ensaios em ambiente industrial. Concluindo, depois dos ensaios de estampagem realizados a uma amostragem de produção de 3 peças em continuo, e conferindo os resultados dimensionais das peças, foi possível verificar que a ferramenta resistiu aos esforços sem deformação mensurável, conseguindo-se bons resultados para aplicação na produção de produtos, pelo menos em quantidade de pré-séries ou de baixo volume de produção para o tipo de peça estudada durante este trabalho.