A liga de titânio mais resistente do mundo, criada usando tecnologia de impressão 3D.

Cientistas alcançaram um novo avanço ao aplicar a tecnologia de impressão 3D em ligas de titânio, dobrando a resistência do material e expandindo suas aplicações potenciais na indústria aeroespacial.

A nova liga de titânio apresenta uma resistência à fadiga recorde. Foto: iStock — A nova liga de titânio apresenta uma resistência à fadiga recorde. Foto: *iStock*

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

Embora a impressão 3D tenha revolucionado a manufatura, o processo é utilizado de forma bastante limitada na fabricação de peças que exigem alta resistência à fadiga. A resistência à fadiga é a capacidade de uma peça de máquina resistir a falhas por fadiga, como corrosão por pite e trincas superficiais.

A impressão 3D em metal, que utiliza lasers para fundir pó metálico e depositá-lo em camadas com formas complexas em pouco tempo, é um método perfeito para a produção rápida de componentes grandes e complexos. No entanto, o calor intenso gerado pelo potente feixe de laser frequentemente utilizado no processo de impressão leva à formação de bolhas de ar no interior da peça, afetando o desempenho da liga. Esses pequenos poros podem se tornar centros de pressão, causando fissuras prematuras e reduzindo a vida útil do material à fadiga.

Para solucionar esse problema, a equipe de pesquisa decidiu produzir uma liga de titânio porosa. Eles desenvolveram um processo utilizando Ti-6Al-4V, uma liga de titânio-alumínio-vanádio, que alcançou a maior resistência à fadiga entre as ligas de titânio conhecidas até o momento. De acordo com Zhang Zhenjun, o processo começa com a prensagem isotérmica a quente para eliminar os poros, seguida de um resfriamento rápido antes que qualquer alteração na estrutura interna da liga possa ocorrer. O processo proporciona uma liga porosa com um aumento de 106% na resistência à fadiga por tração, passando dos usuais 475 MPa para 978 MPa, estabelecendo um recorde mundial .

Zhang Zhenjun afirmou que a conquista é promissora para diversas aplicações em indústrias que exigem materiais leves, como a aeroespacial e a de veículos de novas energias. Até o momento, o novo material foi produzido apenas em escala de protótipo, assemelhando-se a um haltere com uma espessura mínima de 3 mm – muito pequeno para aplicações práticas. Embora a tecnologia ainda esteja em fase experimental, ela possui grande potencial para a fabricação de dispositivos complexos.

Segundo a Academia Chinesa de Ciências (CAS), muitos componentes aeronáuticos, incluindo os bocais dos foguetes da NASA, a estrutura do caça J-20 e os bicos injetores de combustível da aeronave chinesa C919, são fabricados utilizando tecnologia de impressão 3D. Com o potencial de ampliação futura, essa nova tecnologia terá aplicações mais amplas.

An Khang (Segundo o Tech Times )

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