Cientistas produzem pela primeira vez liga de titânio ultrarresistente com impressão 3D

Técnica inovadora poderá revolucionar construção e projetos no setor aeroespacial

Cientistas da China conseguiram construir a partir de impressão 3D uma nova tecnologia para produção de ligas de titânio ultrarresistentes. A aposta da Academia Chinesa de Ciências (CAS) é que o novo método revolucione a construção e projetos no setor aeroespacial.

A pesquisa, publicada pela revista científica Nature, foi uma colaboração entre Zhang Zhenjun e Zhang Zhefeng, do Laboratório Nacional Shenyang de Ciência de Materiais do CAS Institute of Metal Research, e Robert Ritchie da Universidade da Califórnia, Berkeley. De acordo com o artigo, o estudo foi concebido na China e o material da amostra também foi produzido lá.

A impressão 3D de metal usa lasers para derreter o pó metálico e colocá-lo em camadas em formas específicas e complexas em um tempo mais curto. Com a tecnologia tradicional, o alto calor gerado pelos lasers leva à formação de poros de gás dentro das peças, o que enfraquece o projeto e compromete o desempenho da liga.

Nesta nova pesquisa, os cientistas afirmam ter conseguido produzir uma liga de titânio sem esses poros. O processo foi feito com Ti-6Al-4V, uma liga de titânio-alumínio-vanádio que alcançou a maior tolerância à fadiga entre todas as ligas testadas.

Até agora, o material foi produzido apenas em escala de teste, em formato de haltere com a seção mais fina medindo 3 mm. O tamanho da amostra é basicamente irrelevante para qualquer aplicação da vida real, mas a expectativa para levar a tecnologia ao mercado é grande.
 

— Alcançar este objetivo parecia simples à primeira vista. No entanto, a simplicidade da tarefa era enganosa. As técnicas atualmente empregadas para eliminar os poros do gás geralmente resultam em uma estrutura interna grosseira. Abordar esta questão sem reintroduzir poros ou outros efeitos adversos revelou-se um desafio. Desenvolvemos uma nova técnica chamada processamento Net-AM, que imprime em altas temperaturas — afirmou Zhang Zhenjun.

Após o processamento em altas temperaturas e curta duração de tempo, o material é restaurado a nível microestrutural com finas lâminas de martensita, uma forma cristalina do aço.