Pesquisadores da Universidade de Nagoya criaram novas ligas de alumínio projetadas para aplicações em altas temperaturas usando tecnologia de impressão 3D de steel. As ligas incorporam ferro, um elemento tradicionalmente evitado no alumínio devido a preocupações com a fragilidade, mas as rápidas taxas de resfriamento na fusão do leito de pó a laser permitem diferentes propriedades do materials. A pesquisa foi publicado em Comunicações da Natureza.
“O projeto centra-se no ferro, que os metalúrgicos geralmente não adicionam ao alumínio porque torna o steel quebradiço e vulnerável à corrosão”, disse Naoki Takata, principal autor e professor da Escola de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade de Nagoya. As taxas extremas de resfriamento no processo de impressão 3D fazem com que o steel fundido se solidifique em segundos, prendendo elementos em arranjos que não podem se formar em condições normais de fabricação.
A equipe de pesquisa desenvolveu um método sistemático para prever quais elementos fortalecerão o alumínio e formarão estruturas de proteção. Eles testaram combinações com cobre, manganês e titânio, confirmando os resultados por meio de microscopia eletrônica. A liga de melhor desempenho contém alumínio, ferro, manganês e titânio, mantendo a resistência em altas temperaturas e a flexibilidade em temperatura ambiente, com uma variante permanecendo forte e flexível a 300°C.
As novas ligas utilizam elementos abundantes e de baixo custo e são projetadas para serem recicláveis. “Nosso método se baseia em princípios científicos estabelecidos sobre como os elementos se comportam durante a rápida solidificação na impressão 3D e é aplicável a outros metais. As ligas também se mostraram mais fáceis de imprimir em 3D do que o alumínio convencional de alta resistência, que freqüentemente racha ou deforma durante a fabricação, “observou o professor Takata.
As aplicações potenciais incluem componentes leves de alumínio para indústrias automotivas e aeroespaciais, particularmente em peças que operam em temperaturas elevadas, como rotores de compressores e componentes de turbinas. Os investigadores sugerem que os materiais poderão permitir veículos mais leves, que consumam menos combustível e produzam menos emissões, ao mesmo tempo que fornecem uma estrutura para a concepção de novas lessons de metais especificamente para impressão 3D.
Fonte: 3dprintingindustry.com