Desenvolvimento de processo e teste de conceito aplicando manufatura aditiva e tecnologias adicionais para fabricação de soluções inovadoras e funcionais para linhas de ultra-alto vácuo no contexto do desafio Sirius (Sirius 2 rodada)

Resumo

Linhas de ultra alto vácuo, características de equipamentos como aceleradores de partículas subatômicas da classe do Sirius do LNLS (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron), têm demandas de dispositivos capazes de suportar condições de vácuo típicas de 50 picobar, temperaturas de até 210 C, entre outras. Embora avançadas, as tecnologias de fabricação empregadas têm se fundamentado em subtração de materiais, o que limita principalmente a complexidade geométrica e combinação de materiais. Desta forma, atendendo ao desafio Sirius, o objetivo deste projeto é aplicar tecnologias de Manufatura Aditiva (MA) baseadas em materiais metálicos e cerâmicos a fim de viabilizar a obtenção de soluções com formas complexas e características exclusivas, capazes de atender às especificações de funcionamento de linhas de ultra alto vácuo. A metodologia para tal desenvolvimento incluirá o uso de tecnologias de MA com materiais metálicos, especificamente aquelas baseadas em laser e em feixe de elétrons, a fim de viabilizar a obtenção de peças adequadas às especificações. Além disso, serão estudados processos de usinagem complementares para o pós-processo, que sejam capazes de produzir as especificações que os processos de MA não sejam capazes de atingir por si, tais com acabamento superficial e qualidade dimensional. Também serão estudadas tecnologias de MA capazes de manipular materiais cerâmicos, produzindo soluções em cerâmica verde, de alta complexidade geométrica, capazes de atender a demandas de operação nas linhas de ultra alto vácuo. Os resultados serão peças metálicas, inicialmente em aço inoxidável (316), ligas de CrCoW e Ti6AI4V, bem como cerâmicas à base de óxidos de alumínio e zircônio. Além disso, serão desenvolvidos processos complementares para pós-processamento de peças obtidas por MA, a fim de atingir características específicas como acabamento superficial, precisão dimensional, entre outros. Com estes resultados espera-se revolucionar os projetos de dispositivos para linhas de ultra alto vácuo e aplicações afins, libertando a capacidade criativa dos desenvolvedores para soluções otimizadas inovadoras, na medida em que não terão mais limitações de complexidade de forma. Além disso, aplicações como as aeroespaciais; águas profundas; dispositivos de micro fluídica e dispositivos avançados também poderão se beneficiar com o desenvolvimento deste projeto. (AU)