Effect of Selective laser melting(SLM) in powder steel with carbon allotropes processing

Dissertação de Mestrado em Engenharia de Materiais apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaA necessidade de implementação de medidas mais amigas do ambiente é essencial em processos industriais do séc. XXI. O aproveitamento dos resíduos de eléctrodos de grafite dos processos de electroerosão da industria de moldes foi um tema abordado neste trabalho. A utilização de grafite e de um dos seus produtos da exfoliação, o grafeno, em processos de fabrico aditivo, nomeadamente fusão selectiva por laser, foi o foco principal abordado. Aliar o reaproveitamento da grafite no processo de fusão selectiva por laser pode constituir uma nova oportunidade de negócio. Numa primeira instância grafite moída revestida com cobre por pulverização catódica, foi misturada com pó de aço ferramenta H13 para a produção de pastilhas em SLM. Os parâmetros utilizados foram optimizados em trabalhos anteriores para a produção de componentes deste tipo de aço. A segunda parte prendeu-se com a utilização de grafeno juntamente com pó de aço austenítico 316L, em que foi produzido um grupo de testes para optimização de parâmetros e, escolhidos os melhores valores, foram produzidas duas pastilhas. Por fim procedeu-se à caracterização das pastilhas com o intuito de perceber a presença de grafite revestida e grafeno e também análises de conductividade térmica para descortinar as propriedades térmicas das mesmas.The need to implement environmentally friendly measures is essential in the industrial processes of the 20th century. The use of the graphite electrode residues from the EDM processes of the mold industry was an issue addressed in this work. The use of graphite and one of its exfoliation products, graphene, in additive manufacturing processes, namely Selective laser melting , was the main focus. Aligning the reuse of graphite in the process of Selective laser melting can be a new business opportunity. In a first instance ground graphite coated with copper by cathodic sputtering, it was mixed with H13 tool steel powder for the production of SLM parts. The parameters used were optimized in previous works for the production of components of this type of steel. The second part was with graphene mixed with austenitic steel powder 316L, in which a test group was produced for optimization of parameters and, with the best values chosen, two pellets were produced. Finally, we proceeded to the characterization of the pellets i n order to perceive the presence of coated graphite and graphene and also analysis of thermal conductivity to uncover the thermal properties of the same