Title

DESENVOLVIMENTO E AVALIAçãO DE SISTEMAS PARA CONTROLE DE NíVEL DE FLUIDO DE REFRIGERAçãO PARA MANUFATURA ADITIVA AO ARCO ELéTRICO

DEVELOPMENT AND EVALUATION OF SYSTEMS FOR COOLING FLUID LEVEL CONTROL FOR ELECTRIC ARC ADDITIVE MANUFACTURING

Authorship

ABREU, SALVATORE GIULIANO PEIXOTO TROPIA DE; JUNIOR, MADERSON MACHADO DE PAULA; PORCARO, RODRIGO RANGEL; PEREIRA, IGOR CEZAR

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JUNIOR, MADERSON MACHADO DE PAULA

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PORCARO, RODRIGO RANGEL

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PEREIRA, IGOR CEZAR

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DOI

10.5151/5463-5463-41145

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Abstract

O NIAC (NEAR IMERSION ACTIVE COOLING) VEM SENDO DESENVOLVIDO COMO UMA ALTERNATIVA DE RESFRIAMENTO ATIVO DE PEçAS FABRICADAS POR WAAM (WIRE + ARC ADDITIVE MANUFACTURING), VISANDO MELHORAR A QUALIDADE, EFICIêNCIA E PRODUTIVIDADE NA FABRICAçãO DE PEçAS POR MANUFATURA ADITIVA. ASSIM, ESSE TRABALHO VISA DISCUTIR A VIABILIDADE DE TéCNICAS DE CONTROLE DO NíVEL DE áGUA PARA APLICAçãO EM PROCESSOS NIAC. DEVIDO à NECESSIDADE DE SE MANTER PRóXIMO O NíVEL DE áGUA DA POçA DE FUSãO AO LONGO DA DEPOSIçãO, DESTACA-SE A RELEVâNCIA DO CONTROLE PRECISO DO NíVEL PARA EVITAR PROBLEMAS NA MICROESTRUTURA DO MATERIAL DEPOSITADO, ESPECIALMENTE QUANTO A OCORRêNCIA DE POROSIDADES. SãO APRESENTADOS TRêS MéTODOS DE CONTROLE, DOIS BASEADOS EM SENSORES: SENSOR DE NíVEL DE áGUA E SENSOR ULTRASSôNICO, E UM TERCEIRO MéTODO UTILIZANDO UM TEMPORIZADOR. EM TODOS OS MéTODOS SUGERIDOS, FOI UTILIZADO UM MICROCONTROLADOR DE CóDIGO ABERTO TIPO ARDUINO UNO PARA O CONTROLE DA LóGICA DO SISTEMA. OBSERVOU-SE QUE TODOS OS MéTODOS PROPOSTOS SãO EFICAZES SE IMPLEMENTADOS PARA A TéCNICA NIAC, APRESENTANDO VANTAGENS E DESVANTAGENS ESPECíFICAS, COMO CUSTO, COMPLEXIDADE E PRECISãO DE CONTROLE.

THE NIAC (NEAR IMMERSION ACTIVE COOLING) HAS BEEN DEVELOPED AS AN ACTIVE COOLING ALTERNATIVE FOR PARTS MANUFACTURED BY WAAM (WIRE + ARC ADDITIVE MANUFACTURING), AIMING TO IMPROVE THE QUALITY, EFFICIENCY, AND PRODUCTIVITY IN THE ADDITIVE MANUFACTURING OF PARTS. THUS, THIS WORK AIMS TO DISCUSS THE FEASIBILITY OF WATER LEVEL CONTROL TECHNIQUES FOR APPLICATION IN NIAC PROCESSES. DUE TO THE NEED TO KEEP THE WATER LEVEL CLOSE TO THE FUSION POOL THROUGHOUT THE DEPOSITION, THE IMPORTANCE OF PRECISE LEVEL CONTROL IS HIGHLIGHTED TO AVOID PROBLEMS IN THE MICROSTRUCTURE OF THE DEPOSITED MATERIAL, ESPECIALLY CONCERNING THE OCCURRENCE OF POROSITIES. THREE CONTROL METHODS ARE PRESENTED: TWO BASED ON SENSORS—WATER LEVEL SENSOR AND ULTRASONIC SENSOR—AND A THIRD METHOD USING A TIMER. IN ALL THE PROPOSED METHODS, AN OPEN-SOURCE MICROCONTROLLER LIKE THE ARDUINO UNO WAS USED TO CONTROL THE SYSTEM LOGIC. IT WAS OBSERVED THAT ALL THE PROPOSED METHODS ARE EFFECTIVE IF IMPLEMENTED FOR THE NIAC TECHNIQUE, PRESENTING SPECIFIC ADVANTAGES AND DISADVANTAGES SUCH AS COST, COMPLEXITY, AND CONTROL ACCURACY.

Keywords

Near Imersion Active Cooling; Manufatura Aditiva; WAAM; Controle de Nível de Água

Near Imersion Active Cooling; Additive Manufacturing; WAAM; Water Level Control.