Title

Análise da densidade e porosidade do aço 316L produzido por LPBF a partir de pó atomizado em água

Analysis of the density and porosity of 316L steel produced by LPBF from water-atomized powder

Authorship

RIBEIRO, KÉSIA SIMÕES; LIMA, TIAGO ALVES PORTO; VASCONCELLOS, MARCOS KALILE MEIRA DE; RODRIGUES, PEDRO HENRIQUE BARRETO; CORREIA, ITALO ADEODATO; REIS, TAMARA DA SILVA TAVARES DOS; MARTINS, ARIANY ANTUNES; ELIAS, CARLOS NELSON; PAULA, ANDERSAN DOS SANTOS

RIBEIRO, KÉSIA SIMÕES

I am this author

LIMA, TIAGO ALVES PORTO

I am this author

VASCONCELLOS, MARCOS KALILE MEIRA DE

I am this author

RODRIGUES, PEDRO HENRIQUE BARRETO

I am this author

CORREIA, ITALO ADEODATO

I am this author

REIS, TAMARA DA SILVA TAVARES DOS

I am this author

MARTINS, ARIANY ANTUNES

I am this author

ELIAS, CARLOS NELSON

I am this author

PAULA, ANDERSAN DOS SANTOS

I am this author

DOI

10.5151/2594-5327-43325

Downloads

Abstract

Este trabalho avaliou a densidade e a porosidade do aço inoxidável 316L produzido por Fusão em Leito de Pó por Laser (LPBF), utilizando pó atomizado a água. Corpos de prova cilíndricos foram fabricados com laser de perfil gaussiano, sob potências de 192 W e 225 W, mantendo constantes a velocidade de varredura, a rotação do laser, a espessura da camada e a distância entre trilhas. A densidade aparente foi determinada por medições dimensionais e pesagem, enquanto a porosidade foi analisada por microscopia óptica e processamento de imagens no software ImageJ, considerando as direções longitudinal e transversal. Os resultados mostraram que o aumento da potência elevou a densificação de 79,25% para 83,45% e reduziu a porosidade total de 20,74% para 16,54%, indicando um aumento na densificação do material. No entanto, os níveis de porosidade ainda permaneceram elevados, evidenciando a necessidade de otimização dos parâmetros de processamento, como redução da velocidade de varredura e da espessura da camada. Conclui-se que o pó atomizado a água apresenta potencial para aplicação em LPBF, desde que sejam realizados ajustes específicos de processamento.

This study evaluated the density and porosity of 316L stainless steel produced by Laser Powder Bed Fusion (LPBF) using water-atomized powder. Cylindrical specimens were manufactured using a Gaussian-profile laser at powers of 192 W and 225 W, while the scanning speed, laser rotation angle, layer thickness, and hatch spacing were kept constant. The apparent density was determined through dimensional measurements and weighing, whereas porosity was assessed by optical microscopy and image processing using ImageJ software, considering both the longitudinal and transverse directions. The results showed that increasing the laser power raised the relative density from 79.25% to 83.45% and reduced the total porosity from 20.74% to 16.54%, indicating improved material densification. However, the porosity levels remained high, highlighting the need to optimize the processing parameters, particularly by reducing the scanning speed and layer thickness. It was concluded that water-atomized powder has potential for use in LPBF, provided that specific adjustments to the processing conditions are implemented.

Keywords

Manufatura aditiva, Aço inoxidável 316L, LPBF, Atomização a água

Additive manufacturing, 316L stainless steel, LPBF, Water atomization