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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: A study of the influence of the microstructure in the micro-milling process : Um estudo da influência da microestrutura no processo de micro fresamento
Title Alternative: Um estudo da influência da microestrutura no processo de micro fresamento
Author: Freire, André Dantas, 1991-
Advisor: Hassui, Amauri, 1967-
Abstract: Resumo: Existem diversos desafios na criação de microcomponentes pelos processos de micro fabricação. Isso porque os microcomponentes, atualmente, são produzidos pelos processos de manufatura aditiva. Como o processo da manufatura aditiva não é perfeito, o pós-processamento passa a ser uma medida necessária após a manufatura aditiva. Para atender as necessidades de pós-processamento são realizadas operações de micro fresamento nesses materiais. Como as micro operações envolvem uma grande escala nos processos, se faz necessário observar a microestrutura dos materiais durante essas operações. Logo, durante o processo de micro fresamento, os materiais foram submetidos às análises de elementos finitos com as características da microestrutura durante cada simulação. Para isso, foi desenvolvido um programa capaz de identificar e produzir essas características de forma da microestrutura de qualquer material. Com isso, foi desenvolvido um novo método para o mapeamento e aquisição das microestruturas para o desenvolvimento de análises de micro fresamento em software de elementos finitos. O programa inicia o processo com a aquisição de uma imagem bidimensional por meio de técnicas de processamento de imagem para a identificação das fases e definição da microestrutura dos materiais. A criação deste novo método é capaz de gerar malhas com geometrias realísticas a partir de qualquer tipo de microestrutura com formas completamente diferentes. Com a criação destas geometrias é possível diminuir a limitação encontrada em função da interferência humana, e desenvolver um procedimento mais simplificado para o processo de análise. Uma análise dos comportamentos de micro fresamento foi realizada em um software de elementos finitos a fim de se observar a diferença entre dois materiais. Onde uma análise considerou um material com as características da microestrutura, e a outra considerou sem a microestrutura. Os materiais estudados foram definidos com base nas diferentes geometrias e na quantidade de fases encontradas nas microestruturas. Por fim, ensaios de micro fresamento foram realizados em mesmo material produzido por um processo de manufatura aditiva com a variação do ângulo de deposição. Esses ensaios foram realizados a fim de se observar a influência das propriedades de usinagem do micro fresamento em relação às diferentes camadas da manufatura aditiva. Com a variação do ângulo de deposição do material da manufatura aditiva, o material começou a apresentar características de anisotropia durante o processo de micro fresamento. Portanto, foram encontrados os esforços de corte durante o micro fresamento a fim de se determinar a estratégia mais adequada para processo e comprovar a anisotropia do material da manufatura aditiva durante o processo de micro usinagem

Abstract: There are several challenges in the creation of micro components by micro-manufacturing processes. Besides, micro components are currently produced by the additive manufacturing processes. Considering the process of additive manufacturing is not perfect, post-processing becomes a necessary measure after additive manufacture. Also, the micro-milling operations are performed on these materials to satisfy post-processing requirements. As micro-operations involve a large scale in the processes, it is necessary to observe the microstructure of the materials during these operations. Thus, during the micro-milling process, the materials were subjected to the analysis of finite elements with the characteristics of the microstructure during each simulation. For this, the software was developed capable of identifying and processing these shape characteristics of the microstructure of any material. On this, a new method was finished for the mapping and acquisition of microstructures for the development of micro-milling analysis in finite element software. The program starts the process with the acquisition of a two-dimensional image using image processing techniques for the identification of the phases and definition of the microstructure of the materials. The creation of this new method is capable of generating meshes with realistic geometries from any type of microstructure with entirely different shapes. With the creation of these geometries, it is possible to reduce the limitation found in the function of human interference and to develop a more simplified procedure for the analysis process. An analysis of the micro-milling behavior was carried out in finite element software in order to observe the difference between two materials. One analysis considered a material with the characteristics (shapes) of the microstructure, and the other considered with no microstructure. The studied materials were defined based on the different geometries and the number of phases found in the microstructures. Finally, micro milling tests were carried out on the same material produced by an additive manufacturing process with the variation of the deposition angle. These tests were carried out in order to observe the influence of the machining properties of the micro-milling concerning the different layers of the additive manufacture. Among the variety of the deposition angle of the material of the additive manufacturing, the material began to present anisotropy characteristics during the micro-milling process. Therefore, the cutting efforts were found during micro-milling in order to determine the most proper strategy and to prove the anisotropy of the material of the additive manufacture during the micromachining process
Subject: Microestrutura
Processamento de imagens
Método dos elementos finitos
Fresamento
Anisotropia
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: FREIRE, André Dantas. A study of the influence of the microstructure in the micro-milling process: Um estudo da influência da microestrutura no processo de micro fresamento. 2019. 1 recurso online (65 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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