Nova Liga de Titânio Torna a Impressão 3D Mais Forte e Mais Barata

Engenheiros do Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) revelaram um novo processo de fabricação para criar titânio impresso em 3D. O design reformulado substitui ingredientes caros enquanto aumenta a durabilidade e reduz os custos e o tempo de produção. Veja como esta liga de titânio aprimorada tem o potencial de revolucionar várias indústrias, ao mesmo tempo em que inspira novos designs inovadores de compósitos.

Ligas de Titânio Impressas em 3D

A capacidade de imprimir em 3D ligas de titânio tem apenas cerca de uma década e continua a evoluir a cada ano. Existem muitas razões pelas quais os cientistas continuam a recorrer às ligas de titânio como material ideal para impressão 3D. Primeiro, elas oferecem uma relação resistência-peso excepcional. Além disso, o material é resistente à corrosão, ampliando seu uso em dispositivos médicos e outros equipamentos críticos de alta tecnologia.

Desenvolvimentos recentes aumentaram ainda mais o interesse em ligas de titânio impressas em 3D. O desenvolvimento de estruturas de rede de titânio repetíveis ajudou a tornar essas impressões mais estáveis, permitindo seu uso em mais aplicações. Notavelmente, a forma mais comum de imprimir ligas de titânio é usar técnicas de Fusão a Laser de Leito de Pó (LPBF) ou Deposição de Energia Dirigida (DED).

Entendendo Ti-6Al-4V: A Liga Padrão da Indústria

Embora existam muitos tipos de ligas de titânio, a mais popular e estabelecida é o Titânio grau 5 (Ti-6Al-4V). Esta liga de titânio oferece durabilidade, resistência e baixa densidade às impressões. Além disso, sua versatilidade permite seu uso em uma ampla gama de aplicações, incluindo como componente chave em avançadas aplicações aeroespaciais e automotivas.

Problemas na Impressão 3D de Ligas de Titânio

Embora popular, o Titânio Grau 5 não é perfeito. Suas deficiências incluem um processo de fabricação complicado que está sujeito à oxidação, resultando em erros na impressão. Para evitar isso, esses dispositivos só podem operar em um ambiente de gás inerte. Cada um desses requisitos aumenta o custo total da impressão 3D de titânio.

Por que o Controle da Microestrutura é Importante na Impressão de Titânio

Um dos maiores fatores limitantes da abordagem atual para impressão 3D de titânio é controlar as transições microestruturais que ocorrem durante o processo de solidificação. Isso é conhecido como transição colunar para equiaxial (CET) e é um componente crítico que deve ser gerenciado para produzir impressões de liga de titânio de alta qualidade.

Até o momento, tem sido extremamente difícil para os pesquisadores obter controle preciso sobre a CET. Os dados mostram que esses materiais tendem a criar microestruturas em forma de coluna durante o processo de resfriamento. Infelizmente, essas estruturas comprometem a integridade das impressões, resultando em propriedades mecânicas irregulares e durabilidade reduzida.

Estudo de Liga de Titânio Impressa em 3D

Felizmente, esses problemas podem se tornar coisa do passado. Uma equipe de cientistas do Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) acabou de descobrir como desbloquear todo o potencial das ligas de titânio impressas em 3D.

Seu estudo¹, “Critérios de composição para prever transições colunar para equiaxial na manufatura aditiva de metais“, publicado na revista científica Nature Communications, explica como eles conseguiram superar a criação de microestruturas em forma de coluna usando novas misturas de materiais.

Fonte – RMIT University