A liga de titânio mais dura do mundo foi criada usando tecnologia de impressão 3D

Cientistas alcançaram novos resultados aplicando tecnologia de impressão 3D em ligas de titânio, dobrando a durabilidade do material e expandindo suas potenciais aplicações na indústria aeroespacial.

Nova liga de titânio atinge recorde de resistência à fadiga. Foto: iStock

A Academia Chinesa de Ciências (ACC) detalhou a conquista em um estudo publicado na revista Nature em 28 de fevereiro. A pesquisa foi resultado de uma colaboração entre os cientistas Zhang Zhenjun e Zhang Zhefeng, do Laboratório de Ciência dos Materiais de Shenyang, do Instituto de Pesquisa de Materiais da ACC, e Robert Ritchie, da Universidade da Califórnia, Berkeley. De acordo com o artigo, a ideia da pesquisa nasceu na China e as amostras de material também foram criadas lá. Ritchie participou da avaliação do processo.

Embora a impressão 3D tenha revolucionado a manufatura, seu uso se limita à fabricação de peças que exigem alta resistência à fadiga. A resistência à fadiga é a capacidade de uma peça de máquina resistir a danos por fadiga, como corrosão de engrenagens e rachaduras na superfície.

A impressão 3D de metais, que utiliza lasers para derreter pó metálico e transformá-lo em camadas em formatos complexos em um curto espaço de tempo, é perfeita para a fabricação rápida de componentes grandes e complexos. No entanto, o alto calor gerado pelos potentes feixes de laser normalmente utilizados durante a impressão leva à formação de bolsas de ar dentro da peça, o que pode afetar o desempenho da liga. Esses pequenos furos podem se tornar uma fonte de tensão, levando a rachaduras prematuras, reduzindo a vida útil do material em fadiga.

Para resolver esse problema, a equipe decidiu produzir uma liga de titânio sem poros. Eles desenvolveram um processo utilizando Ti-6Al-4V, uma liga de titânio-alumínio-vanádio, que alcançou a maior resistência à fadiga entre todas as ligas de titânio conhecidas. Segundo Zhang Zhenjun, o processo começa com uma operação de prensagem isotérmica a quente para remover os poros, seguida de resfriamento rápido antes que qualquer alteração na estrutura interna da liga possa ocorrer. O processo resultou em uma liga sem poros com um aumento de 106% na resistência à fadiga por tração, dos típicos 475 MPa para 978 MPa, estabelecendo um recorde mundial .

Zhang Zhenjun afirmou que a conquista é promissora para aplicações em setores que exigem materiais leves, como o aeroespacial e veículos de nova energia. Até o momento, o material só foi produzido na escala de um protótipo em forma de haltere, com a parte mais fina medindo 3 mm, tamanho pequeno demais para aplicações práticas. Embora a tecnologia ainda esteja em fase experimental, ela tem grande potencial para a fabricação de dispositivos complexos.

De acordo com a CAS, muitas peças aeroespaciais, incluindo o bico dos foguetes da NASA, a fuselagem do caça J-20 e o bico de combustível da aeronave chinesa C919, são fabricadas com tecnologia de impressão 3D. Com a possibilidade de aumentar a escala no futuro, a nova tecnologia será aplicada de forma mais ampla.

An Khang (de acordo com o Tech Times )

Link da fonte: https://vnexpress.net/hop-kim-titan-cung-nhat-the-gioi-tao-bang-cong-nghe-in-3d-4717137.html