Pesquisadores do Instituto de Materiais IMDEA e da Universidade Técnica de Madrid desenvolveram uma abordagem focada no design para melhorar o desempenho de estruturas de nitinol impressas em 3D. Seu estudo, publicado em Prototipagem Digital e Física, demonstra como arquiteturas semelhantes a tecidos podem melhorar a deformabilidade de ligas de níquel-titânio fabricadas por meio de processos aditivos.
A impressão 3D tradicional de nitinol enfrentou limitações significativas em comparação com os métodos convencionais de fabricação. Estudos anteriores mostraram que amostras de nitinol impressas em 3D apresentam aproximadamente metade da taxa de deformabilidade do nitinol produzido industrialmente, com o processo de fabricação aditiva criando materiais mais frágeis.
A equipe de pesquisa enfrentou esse desafio mudando o foco da otimização de materiais para o projeto arquitetônico que amplifica o desempenho mecânico por meio da geometria. Eles criaram estruturas tecidas complexas, incluindo malhas, esferas e anéis, usando técnicas de fusão em leito de pó a laser. “Essas foram algumas das estruturas de nitinol tecido de formato mais complexo já criadas”, explica o Prof. Andrés Díaz Lantada da UPM e do IMDEA Supplies Institute.
O estudo introduziu uma estrutura de design baseada em algoritmo especificamente adaptada para a fabricação aditiva de nitinol. Duas famílias principais de estruturas foram desenvolvidas: redes tubulares e arquiteturas tecidas cilíndricas. Os testes mecânicos revelaram que a rigidez, a capacidade de suporte de carga, a absorção de energia e a tenacidade destas estruturas podem ser ajustadas em várias ordens de grandeza apenas através do design.
A equipe de pesquisa utilizou tomografia computadorizada para comparar amostras impressas com modelos digitais, validando a precisão de seu processo de fabricação. Esta abordagem confirma a eficácia da metodologia na criação de arquiteturas complexas e personalizáveis. O trabalho foi apoiado pelo projeto ‘iMPLANTS-CM’ financiado pela Comunidade Autónoma de Madrid.
Fonte: materiais.imdea.org