Dado o acelerado desenvolvimento tecnológico, a tecnologia de impressão 3D de metal tornou-se a principal ferramenta criativa no setor aeroespacial. Este método não só aumenta muito a precisão e eficiência da produção, mas também promove a pesquisa e aplicação de novos materiais de liga. Como estão melhorando drasticamente o projeto, a construção e a manutenção de aeronaves, essas novas ligas – com suas características únicas – estão se tornando cada vez mais importantes na indústria aeroespacial.
A impressão 3D de metal é uma sofisticada técnica de fabricação aditiva na qual objetos tridimensionais são produzidos camada por camada coletando partículas metálicas ou fios. Menos materiais são usados na impressão 3D de metal do que nos métodos de produção tradicionais, como fundição, forjamento e corte; também oferece ciclos de fabricação mais rápidos e mais liberdade de design. Especialmente na fabricação de elementos estruturais complexos, essas vantagens levaram à ampla aplicação da impressão 3D de metal na indústria aeronáutica.
O desenvolvimento de novas ligas é um dos principais impulsionadores do progresso científico na impressão 3D de metal. Juntamente com resistência excepcional, alta tenacidade e forte resistência à corrosão, essas novas ligas têm qualidades leves e bom desempenho em altas temperaturas. De elementos estruturais a componentes de motores e sistemas de proteção térmica, esses recursos proporcionam à nova liga oportunidades consideráveis de aplicação no setor aeronáutico.
Usando a nova liga de alta temperatura GRX-810 reforçada com dispersão de óxido de cromo e níquel-cobalto (ODS), desenvolvida em associação entre a NASA e a Elementum 3D, esta liga apresenta excelente resistência à fluência, resistência e resistência à oxidação em altas temperaturas. A força e a resistência à oxidação do GRX-810 dobraram e sua resistência à fluência, em comparação com ligas convencionais impressas de alta temperatura, foi 1000 vezes melhorada. Isso torna o GRX-810 um material adequado para a criação de componentes de motor mais finos e menores, melhorando assim a economia de combustível, os custos de operação e a durabilidade. Além disso, adequado para a fabricação de componentes que trabalham em temperaturas de operação mais altas, incluindo bicos de motores de foguetes, o GRX-810 é
Além do GRX-810, novas ligas na impressão 3D de metal também incluem a EOS Nickel Alloy IN738 e a EOS Nickel Alloy K500. Alta resistência, resistência ao calor e excelente resistência à corrosão tornam o IN738 uma superliga à base de níquel de alto desempenho, perfeita para a fabricação de pás de turbinas e outros componentes de energia de alto desempenho, bem como sistemas de turbomáquinas operando sob tremenda pressão. A EOS IN738 pode reduzir consideravelmente a deterioração em aplicações de alta pressão e resistir a mais condições de temperatura do que as superligas convencionais. Para o setor aeronáutico que cria componentes confiáveis e eficientes, o IN738 é, portanto, a escolha perfeita.
Desenvolvido a pedido de uma grande empresa de lançamento espacial, o K500 combina as características da liga de níquel e da liga de cobre para oferecer uma mistura equilibrada de resistência e modesta condutividade térmica. Este material é bastante apropriado para processamento químico e aplicações marítimas, como bombas e válvulas, bem como para fabricar componentes para aplicações espaciais, incluindo propulsores e bicos. Em materiais de impressão 3D, o lançamento do K500 preenche a lacuna entre resistência mecânica e condutividade térmica, oferecendo assim mais opções ao setor aeroespacial.
Além disso, especialistas do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL) e do Laboratório Nacional de Tecnologia de Energia (NETL) projetaram e imprimiram em 3D a liga mais leve e sem rachaduras até o momento. Composta por sete elementos, ricos em nióbio, esta liga possui uma estrutura de liga complicada. Pelo menos 48% mais ponto de fusão do que as superligas de níquel-cobalto anteriores, pode suportar altas temperaturas acima de 1315 graus sem derreter. Além de melhorar a qualidade da fabricação aditiva das pás das turbinas, esse avanço imaginativo ajuda a reduzir o peso das aeronaves e das turbinas a gás e melhora o desempenho geral.
Os fabricantes de aeronaves encontram grande uso para ligas recém-desenvolvidas criadas em impressão 3D de metal. Novas ligas podem ser desenvolvidas, por exemplo, para construir componentes críticos do motor, como juntas de isolamento de alta temperatura, pás de turbina e câmaras de combustão, das quais a nova liga é a escolha ideal, pois sua resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão e resistência ao desgaste permitem para suportar ambientes químicos e grandes cargas térmicas. Além disso, a nova liga permite a produção de peças significativas, incluindo secções estruturais e sistemas de protecção térmica, melhorando assim a segurança geral e o desempenho das aeronaves.
As novas ligas na impressão 3D de metal não apenas promovem a tecnologia aeronáutica, mas também oferecem oportunidades criativas para muitos outros campos. Novas ligas podem ser geradas para o setor energético, por exemplo, para construir peças de turbinas a gás e componentes estruturais mais robustos e eficientes para reatores de energia nuclear. A indústria médica encontra uso para novas ligas na fabricação de equipamentos e implantes mais precisos e confiáveis. Estas aplicações não só ampliam o espectro de possibilidades para a tecnologia de impressão 3D de metal, mas também apoiam a atualização industrial em setores aliados e o avanço tecnológico em campos pertinentes.
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