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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Tecnológico

Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Dissertação

Título: NANOSECOND ABLATION OF ALUMINA WITH AN YTTERBIUM FIBRE-LASER: EXPERIMENTAL STUDY, TOPOGRAPHY AND DAMAGE EVALUATION

Orientador
  • MARCIO CELSO FREDEL
Aluno
  • DIEGO RIBAS GOMES

Conteúdo

A utilização de cerâmicas avançadas tem sido limitada pelos altos custo de usinagem, com desbaste e polimento correspondendo a 50-80% do custo total do produto final; e pela dificuldade em obter controle dimensional e qualidade superficial satisfatórios. processos ablativos com laser apresentam-se como alternativa, tendo em vista a ausência de ferramentas sujeitas a desgaste e a possibilidade de remover quantidades muito pequenas de material. ainda que a pesquisa sobre ablação a laser seja um tópico de interesse atual, com um número crescente de publicações ano após ano, ela tem sido focada em pulsos ultra-curtos (na ordem de pico e femtosegundos), enquanto a pesquisa no regime de nanosegundos (> 100 ns), de baixo custo e baixo consumo de potência, é relativamente escassa, especialmente para cerâmicas. os resultados deste processo ainda são difíceis de se prever devido aos vários processos físicos simultâneos e auto-interativos que ocorrem em um tempo relativamente curto. neste estudo, realizou-se uma análise experimental para um processo de usinagem tridimensional utilizando um laser de fibra de itérbio com pulsos de 120 ns, a princípio através de projeto de experimentos e, posteriormente, por um procedimento de otimização passo-a-passo, avaliando-se a taxa de remoção e rugosidade resultantes em amostras densas de alumina. posteriormente, a morfologia da superfície e a resistência à fratura foram avaliadas para dois conjuntos "otimizados" de parâmetros. observou-se uma diferença bem definida nas taxas de ablação e topografias resultantes, sugerindo a existência de um ponto limite entre mecanismos distintos de remoção. uma das combinações deu origem a marcas de ondas-de-choque retas e com ângulo definido entre si, circundando poços de fusão. a resistência à fratura para os dois regimes também diferiu significativamente, com um aumento do módulo de weibull (121,6% e 163,5%) associado a uma diminuição da tensão característica, em comparação às amostras não-usinadas.

Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.92824

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
4,93% 5,60% 8,37% 5,49% 4,00% 6,36% 11,47% 7,76% 7,69% 4,95% 5,35% 9,20% 3,69% 5,73% 4,55% 4,85%
ODS Predominates
ODS 7
ODS 1

4,93%

ODS 2

5,60%

ODS 3

8,37%

ODS 4

5,49%

ODS 5

4,00%

ODS 6

6,36%

ODS 7

11,47%

ODS 8

7,76%

ODS 9

7,69%

ODS 10

4,95%

ODS 11

5,35%

ODS 12

9,20%

ODS 13

3,69%

ODS 14

5,73%

ODS 15

4,55%

ODS 16

4,85%