1 avaliação da tecnologia de impressão 3D de metal
A impressão 3D de metal, às vezes chamada de fabricação aditiva de metal, é uma técnica pela qual coisas tridimensionais são criadas pelo empilhamento camada por camada de pós ou fios metálicos. A impressão 3D de metal oferece menos custos de fabricação, ciclos de desenvolvimento mais curtos e mais liberdade de design do que fundição, forjamento ou processamento mecânico convencional. Pode ser adaptado para atender às necessidades reais e obter a formação integrada de formas geométricas complexas.
Duas aplicações proeminentes da tecnologia de impressão 3D de metal na fabricação de pás de turbinas de aeronaves são a deposição de energia direcionada (DED) e a fusão seletiva em leito de pó (PBF). Sinterização direta a laser de metal (DMLS), fusão seletiva a laser (SLM), fusão por feixe de elétrons (EBM), etc. fazem parte do processo PBF. Usando laser ou feixe de elétrons, eles aquecem o pó metálico até o ponto de fusão, conseguindo assim o empilhamento camada por camada. O processo DED adiciona constantemente fios ou pós metálicos à plataforma do edifício após derretê-los seletivamente usando feixes de laser, feixes de elétrons, plasma ou arco como fontes de calor.
A impressão 3D de 2 metais melhora o desempenho da lâmina da turbina dos aviões
Melhore a estrutura das lâminas.
Geralmente tendo superfícies complexas de forma livre, as pás das turbinas de aeronaves exigem uma precisão de fabricação bastante alta. Formas de lâmina mais exatas e sofisticadas, possibilitadas pelas tecnologias de impressão 3D em metal, ajudam a maximizar o desempenho aerodinâmico. O controle preciso do processo de impressão permite a produção de lâminas com canais de resfriamento intrincados e revestimentos isolantes eficazes, aumentando significativamente sua dissipação de calor e capacidade de suportar temperatura.
Para aerofólios de pás de turbinas, a GE realizou, por exemplo, o projeto de paredes externas multicamadas usando fabricação aditiva. Esta construção aumenta a capacidade de suportar a temperatura das pás originais da turbina, melhorando assim a sua capacidade de refrigeração e, portanto, a temperatura de funcionamento do motor. Atualmente sob atenção de pesquisas e um dos principais benefícios da tecnologia de impressão 3D de metal na produção de pás de turbinas de aeronaves é esse método de resfriamento de ar mais eficaz.
Melhore o desempenho do material.
Materiais de liga de alto desempenho, como ligas de titânio, ligas de alta temperatura à base de níquel, etc., podem ser utilizados em tecnologias de impressão 3D de metal. Esses materiais podem tolerar ótimas condições operacionais e possuem excelentes qualidades mecânicas e resistência à oxidação. Ao controlar com precisão a microestrutura e o tamanho dos grãos dos materiais, a tecnologia de impressão 3D de metal ajuda a maximizar suas qualidades mecânicas.
Pesquisadores do MIT descobriram que adicionar estágios extras de tratamento térmico ajuda os grãos finos de materiais impressos em 3D a serem convertidos em grãos “colunares” maiores, microestruturas mais robustas e pode reduzir o potencial de fluência do material. Este desenvolvimento abre o caminho para a impressão 3D industrial de pás de turbinas a gás, permitindo assim que as pás impressas em 3D mantenham melhor flexibilidade e resistência em ambientes altamente aquecidos.
Reconheça a arquitetura leve.
Ao maximizar a estrutura e a distribuição do material das lâminas, a tecnologia de impressão 3D de metal pode atingir um design leve e, portanto, menor peso sem comprometer o desempenho. Isto é muito importante para a eficiência de voo da aeronave e para o aumento da economia de combustível. Por exemplo, as pás de turbina em liga de titânio e alumínio produzidas com tecnologia de impressão 3D de metal têm quase metade do peso das pás convencionais em liga à base de níquel, reduzindo assim consideravelmente o consumo de combustível e os poluentes.
Corte o ciclo de desenvolvimento e reduza despesas.
Protótipos rápidos e produção sob medida possibilitados pela tecnologia de impressão 3D em metal poderiam reduzir significativamente o ciclo de desenvolvimento das pás das turbinas das aeronaves. A impressão direta de desenhos geométricos complicados ajuda a eliminar vários procedimentos e despesas com moldes em métodos de fabricação convencionais, reduzindo assim os custos de fabricação. Além de atender aos requisitos de personalização individualizados do setor de aviação, a tecnologia de impressão 3D de metal também pode atingir produção de pequenos lotes e múltiplas variações.
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