10 de fevereiro de 2020
Ondas de alta frequência podem melhorar a microestrutura das peças finais em manufatura aditiva baseada em pó metálico, como alumínio

Por Marcio Ishikawa | Uma recente pesquisa da Escola de Engenharia da Royal Melbourne Institute of Technology, na Austrália, pode trazer grandes avanços no segmento de manufatura aditiva à base de peças metálicas à base de pó. Segundo o estudo, publicado recentemente na revista Nature Communications, o tratamento do pó com ultrassom em impressão metálica 3D pode criar produtos finais mais densos e resistentes. 

O processo se dá com a aplicação de ondas sonoras de alta frequência para agitar as partículas de pó, promovendo uma reordenação do material, que por sua leva à uma impressão 3D com uma microestrutura de granulação mais mais fina, em formato mais consistente e equalizado em toda a área.  Veja na imagem abaixo – à esquerda, a visualização da impressão 3D convencional; à direita, com a utilização do ultrassom. 

Nos testes realizados com pó de titânio, as peças tiveram uma melhoria de 12% na resistência à tração e na tensão de escoamento, em comparação com peças fabricadas sem o uso do ultrassom. 

“A estrutura microscópica das ligas impressas em 3D são geralmente compostas por cristais grandes e alongados, o que lhes dá um baixo desempenho mecânico, com maior tendência a rachaduras durante a impressão. Já com o uso do ultrassom durante a impressão, os cristais são muito mais finos, com formações equalizadas em todas as direções da peça.”
Carmelo Todaro, principal autor do estudo e doutorando na Escola de Engenharia do RMIT

Além disso, os testes realizados pelo RMIT mostraram que também seria possível usar o ultrassom em impressão metálica 3D para alterar a estrutura microscópica apenas de partes específicas de um componente único. Isso foi obtido apenas ligando e desligando o gerador das ondas sonoras de alta frequência durante o processo de impressão. Veja abaixo:

 

Além da liga de titânio (Ti-6Al-4V), foram feitos testes com uma liga à base de níquel (Inconel 625). “No entanto, esperamos que o método possa ser aplicável em todas as ligas comerciais mais relevantes para a indústria, como ligas de alumínio, aços inoxidáveis e ligas de cobalto”, disse o professor Ma Qian, co-autor do RMIT. e supervisor de projeto. “Nossa expectativa é que essa técnica possa ser ampliada para peças estruturais de maior desempenho ou ligas com classificação estrutural”.

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Ultrassom em impressão metálica 3D

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