Um grande impacto foi causado na otimização de equipamentos de impressão, incluindo lasers altamente confiáveis, hardware e software de computação de alto desempenho e baixo custo. Atualmente, a impressão 3D de metal está atraindo atenção devido às suas vantagens únicas na produção de materiais metálicos em comparação com outras tecnologias de fabricação.
Tomemos as ligas de titânio como exemplo. Titânio e ligas de titânio atraíram muita atenção na tecnologia de manufatura aditiva, pois o titânio combina uma ampla gama de aplicações industriais para peças de alto desempenho com altos custos de usinagem, moldagem dura e longos prazos para usinagem convencional. Entre as ligas de titânio, o Ti6Al4V é o material mais utilizado para muitas peças de engenharia e implantes biomédicos. O material é altamente resistente à corrosão e possui alta ductilidade. Esses recursos o tornam ideal para implementação em vários setores. A impressão 3D de titânio tem muitos benefícios.
Para aplicações aeroespaciais, o uso de componentes de titânio e impressão 3D geralmente ajuda a reduzir as taxas de compra. Termo derivado da indústria aeroespacial que se refere à correlação entre o peso do material originalmente adquirido e o peso do produto acabado.
Por exemplo, na fabricação tradicional, a relação compra/venda de peças de titânio para aeronaves pode variar de 12:1 a 25:1. Isso significa que você precisa de 12-25kg de matéria-prima para produzir uma peça de 1kg. Nesse caso, até 90% do material pode ser processado.
A impressão 3D de metal pode reduzir a proporção de titânio de 3:1 para 12:1. Isso ocorre porque as impressoras 3D de metal normalmente usam apenas a quantidade de material necessária para fazer a peça, e a estrutura de suporte gera pouco desperdício. Para materiais caros, como o titânio, é mais importante reduzir os custos de aquisição do que economizar custos.
A fabricação aditiva também pode melhorar as propriedades leves do titânio devido à otimização da topologia. Os engenheiros usam software de otimização de topologia para definir certos requisitos, como cargas e restrições de rigidez, e depois permitem que as ferramentas de software otimizem o projeto inicial para atender a esses requisitos.
Com esta otimização, todo o material desnecessário pode ser removido do projeto, criando um componente leve e forte. Projetos otimizados para topologia geralmente só podem ser fabricados com a ajuda de técnicas de manufatura aditiva.
A indústria aeroespacial aprecia especialmente essa vantagem, pois peças leves de titânio para impressão 3D reduzem o peso e melhoram o desempenho da aeronave. Apesar das muitas vantagens da impressão 3D em titânio, ainda existem alguns desafios a serem considerados.
1. A primeira é a necessidade de desenvolver padrões para o uso de titânio com tecnologia aditiva. Algumas empresas já deram passos nesse sentido.
2. O segundo desafio é o alto custo do pó de titânio. Por exemplo, o pó de titânio otimizado para impressão 3D custa entre US$ 300 e US$ 600. A impressão 3D de titânio tornou-se uma tecnologia valiosa na indústria aeroespacial, médica e automotiva.
A principal razão são as propriedades superiores do titânio combinadas com a capacidade de reduzir o desperdício em
Impressão 3D e criação de designs complexos e leves.
No futuro, à medida que os custos de titânio caem e mais aplicações são descobertas, a impressão 3D de titânio será uma alternativa de fabricação ideal para uma ampla gama de indústrias.
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