Title

Caracterização de pó do aço ferramenta H13 atomizado em água para aplicação em manufatura aditiva via LPBF

Water-atomized H13 tool steel powder characterization for application in additive manufacturing via LPBF

Authorship

GONÇALVES, KAÊ DUARTE; RAMOS, RAFAEL; PAULA, ANDERSAN DOS SANTOS

GONÇALVES, KAÊ DUARTE

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RAMOS, RAFAEL

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PAULA, ANDERSAN DOS SANTOS

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DOI

10.5151/2594-5327-43610

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Abstract

Este trabalho tem como objetivo caracterizar o pó do aço ferramenta H13, atomizado em água, em duas faixas granulométricas (inferior a 53 μm e entre 53 e 75 μm), visando a definição da espessura de camada de pó para aplicação no processo de manufatura aditiva por fusão a laser em leito de pó (LPBF). Para tanto, foram empregues técnicas de análise microestrutural - microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia ótica (MO) e difração de raios X (DRX) - e microanálise química elementar - espectroscopia de raios X por energia dispersiva (EDS) no MEV - além de análise granulométrica a partir de imagens oriundas de micrografias de MO e MEV, com base em distintos métodos de preparação das partículas dos pós, com uso do software livre ImageJ. Os resultados obtidos revelaram que, por se tratar de pó com baixa circularidade, o método utilizado mais adequado para análise granulométrica envolveu a dispersão das partículas do pó em fita de carbono condutora adesiva dupla face e observadas no MEV, como também que as técnicas adotadas permitiram confirmar se tratar de fato de um aço ferramenta H13.

This study aims to characterize H13 tool steel powder, water-atomized, in two granulometric ranges (below 53 μm and 53-75 μm), with the purpose of defining the powder layer thickness for application in the laser powder bed fusion (LPBF) additive manufacturing process. To achieve this, microstructural analysis techniques — scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy (OM), and X-ray diffraction (XRD) — as well as chemical microanalysis — energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) in SEM — were employed. In addition, granulometric analysis was performed using images obtained from OM and SEM micrographs, based on different particle preparation methods, with the aid of the open-source software ImageJ. The results revealed that, due to the low circularity of the powder particles, the most suitable method for granulometric analysis involved dispersing the powder on double-sided conductive carbon tape and observing it under SEM. Furthermore, the techniques adopted confirmed that the material under investigation is indeed H13 tool steel.

Keywords

Aço ferramenta H13, Pó atomizado em água, granulometria, LPBF

H13 Tool Steel, Water-Atomized Powder, Granulometry, LPBF