Linha de pesquisa: ADAM - Projeto Avançado para Manufatura Aditiva Metálica
Título: ADAM – DO3 – Modelagem numérica do processo L-PBF e projeto otimizado para manufatura aditiva
Orientador: Prof. Rafael T. L. Ferreira
Co-Orientador: -
Duração: 48 meses
Número de vagas: 1 vaga(s)
Data limite para inscrição: 05/04/2024
Formação esperada: -
Idiomas: -
Obrigatório processo de seleção / aprovação pelo ITA e inscrição no Programa de Pós-Graduação: Sim
Expectativa de início das atividades: 04/03/2024
Escopo
O aluno será responsável pelo desenvolvimento de modelos termomecânicos de elementos finitos para prever características de componentes produzidos por manufatura aditiva (AM) como distorções, heterogeneidades e tensões térmicas residuais. O processo AM Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) deve ser modelado (Arısoy et al., 2019; Zhang et al., 2019), considerando requisitos de aplicação de componentes aeronáuticos e aeroespaciais. Os modelos propostos serão avaliados em termos de precisão na previsão de respostas para diferentes configurações de parâmetros de produção do processo L-PBF, em comparação com resultados experimentais. A Otimização de Topologia (TO) (Bendsøe e Sigmund, 2003) será estudada como uma ferramenta de projeto que pode levar em consideração as características do processo (Miki e Yamada, 2021), tais como: restrições de fabricação, restrições de tensão, tensões térmicas residuais resultantes, heterogeneidades de materiais e anisotropia do processo L-PBF, considerada por modelos de propriedades materiais equivalentes. Embora o TO seja normalmente aplicado no projeto de layouts de distribuição de materiais em estruturas visando a máxima rigidez geral, sob uso limitado de material e dadas condições de carga e suporte, formulações usando restrições de tensão (Duysinx e Bendsøe, 1998; Holmberg, 2013; Senhora et al. , 2020) trazem cargas de falha para o problema e, portanto, são úteis para o projeto de componentes funcionais para AM. Apesar das possibilidades de fabricação consideravelmente amplas, as restrições de fabricação para o processo L-PBF são importantes, por exemplo, quando se trata do pó metálico excedente, matéria-prima do processo, que deve ser removido dos vazios internos após a produção. O principal material base de interesse é a liga de titânio Ti6Al4VO (Kapoor et al., 2018), devido ao seu potencial em aplicações aeroespaciais e ao seu alto custo de processamento pela usinagem tradicional, que pode ser reduzido com o uso do L-PBF. Os resultados esperados são metodologias integradas para simulação de processos e projeto ótimo de componentes aeroespaciais produzidos pelo processo L-PBF. O aluno também auxiliará no gerenciamento das atividades experimentais relacionadas ao desenvolvimento dos modelos numéricos propostos.
Objetivos
Desenvolvimento de métodos computacionais para previsão de distorções, tensões residuais e defeitos em processos de manufatura aditiva metálica para aplicações aeroespaciais, bem como metodologias de projeto para otimização topológica, levando em consideração as características do processo L-PBF. Orientação técnica da equipe em atividades relacionadas a experimentos mecânicos e numéricos.
Resultados Esperados
Os resultados esperados são metodologias integradas para simulação de processos e projeto ótimo de componentes aeroespaciais produzidos pelo processo L-PBF. As metodologias numéricas a serem desenvolvidas devem prever com sucesso distorções, tensões residuais e defeitos na manufatura aditiva metálica. A otimização da topologia precisa levar em consideração as características do processo L-PBF. É necessário orientar a equipe nas atividades relacionadas a experimentos mecânicos e numéricos.
Informações adicionais
A bolsa ADAM-DO3 terá o valor de referência FAPESP (https://fapesp.br/valores/bolsasnopais), para 40 horas pelo período de 48 meses. O(a) bolsista deverá ter uma dedicação em tempo integral. O trabalho deve ser exercido presencialmente. Benefícios adicionais possíveis. Local: FLYMOV - Centro de Inovação ITA, Prédio E-024 Endereço: Praça Marechal Eduardo Gomes, 50 - Vila das Acácias, São José dos Campos - SP - CEP: 12228-900.
Para candidatar-se
Para candidatar-se, favor enviar CV, preferencialmente formato Lattes, carta de motivação e uma carta de recomendação
rthiago@ita.br