Pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL) do Departamento de Energia foram homenageados com o prêmio Welding Journal Paper of the 12 months de 2023 da American Welding Society. O trabalho da equipe no reparo de componentes de motores a jato de alto desempenho usando manufatura aditiva rendeu-lhes o prestigioso prêmio Warren F. Savage Memorial, apresentado durante a feira FABTECH 2024 em Orlando, Flórida.
A equipe de pesquisa premiada incluiu o ex-cientista de materiais do ORNL Niyanth Sridharan, agora na Lincoln Electrical India, o cientista de materiais computacionais do ORNL Yousub Lee e o colega técnico Brian Jordan.
“Ser reconhecido pela American Welding Society, uma organização respeitada globalmente com mais de 70.000 membros, é uma enorme honra”, disse Lee. “Este reconhecimento ressalta a importância do nosso trabalho no avanço da fabricação aditiva para aplicações aeroespaciais críticas.”
Combatendo rachaduras em ligas de alto desempenho
A pesquisa da equipe explorou o uso de deposição de energia direta de pó soprado a laser (Laser-powder DED), uma técnica de fabricação aditiva, para reparar superliga IN-100 de alto γ’. Este materials, amplamente utilizado em turbinas a gás pela sua capacidade de suportar altas temperaturas, é particularmente propenso a fissuras durante as reparações, especialmente na secção quente dos motores a jacto, onde as temperaturas e pressões de combustão estão no seu pico.
Através de uma combinação de simulações computacionais avançadas e análises aprofundadas de materiais, os pesquisadores do ORNL desenvolveram um método para reduzir significativamente a suscetibilidade a fissuras. O estudo concentrou-se no controle das tensões residuais induzidas termicamente e na otimização das temperaturas de pré-aquecimento para a área de reparo.
Colaboração com Delta Airways
Trabalhando em colaboração com a Delta Airways, a equipe demonstrou como essas condições controladas poderiam melhorar a confiabilidade e a vida útil dos componentes do IN-100.
“Foi um desafio significativo gerenciar simultaneamente a temperatura de pré-aquecimento, as condições de fabricação e as tensões residuais induzidas termicamente”, explicou Lee. Os esforços da equipe resultaram em uma redução drástica na suscetibilidade a trincas, abrindo caminho para reparos mais seguros e duráveis em aplicações de alto desempenho.
A pesquisa foi conduzida no Centro de Demonstração de Fabricação do ORNL e foi apoiada pelo Escritório de Fabricação Avançada do Departamento de Energia dos EUA.
Expandindo a Aplicação de Reparos Aditivos
Lee expressou esperança de que o reconhecimento por este trabalho leve a novos desenvolvimentos na aplicação da manufatura aditiva para a indústria aeroespacial e outras indústrias.
“Queremos estender essa abordagem para geometrias mais complexas e aplicações do mundo actual”, disse ele. “Nosso objetivo é ajudar a melhorar o processo de reparo de turbinas a gás e muito mais.”
A pesquisa destaca o compromisso do ORNL em enfrentar desafios críticos de fabricação, contribuindo para avanços na fabricação aditiva e fortalecendo as colaborações entre o governo e a indústria.
Fonte: ornl.gov