11nd International Conference of Mechanical Engineering

COMEC 2023

XVIII Materials and Welding Symposium

Active cooling techniques for thermal control and dimensional accuracy in the manufacture of parts by wire arc additive manufacturing

Abstract

In this study, we solid contact-based active cooling methods employing copper
devises with high thermal conductivity was proposed to improve the dimensional
accuracy and cooling efficiency of fabricated. In addition, the devices harbouring an
internal water circulation system achieved a higher cooling efficiency, under some
boundary conditions, such as: flow and operating temperature of the coolant. It was also
possible to notice a reduction in temperature between the deposited layers, minimizing
the deformations of the layers, as well as the overflow. The results showed that forced
cooling techniques was efficient to mitigate heat accumulation in WAAM of aluminium.
Thus, forced cooling techniques offers an efficient and low-cost thermal management
approach to mitigate heat accumulation in WAAM and, consequently, also to cope with
the deleterious issues related to such emerging alternative of additive manufacturing.

Resumen

En este estudio, se propusieron métodos de enfriamiento activo basados en
contacto sólido, que emplean dispositivos de cobre con alta conductividad térmica para
mejorar la precisión dimensional y la eficiencia de enfriamiento de las piezas fabricación
aditiva mediante arco e hilo o wire arc additive manufacutring (WAAM). Además, los
dispositivos que albergan un sistema interno de circulación de agua lograron una mayor
eficiencia de enfriamiento, bajo algunas condiciones límite, tales como: flujo y
temperatura del fluido. También se pudo notar una reducción de temperatura entre las
capas depositadas, minimizando las deformaciones, así como el desbordamiento do metal
líquido. Los resultados mostraron que las técnicas de enfriamiento forzado son eficientes
para mitigar la acumulación de calor en Fabricación aditiva utilizando (WAAM). Por lo
tanto, las técnicas de enfriamiento forzado ofrecen un enfoque de gestión térmica eficiente
y de bajo costo para mitigar la acumulación de calor en manufactura aditiva utilizando arco eléctrico,

en consecuencia, también para hacer frente a los problemas nocivos
relacionados con la alternativa emergente de fabricación aditiva