As ligas metálicas especiais são o motor por trás da revolução da
Essa tecnologia, também conhecida como
Os metais essenciais para a indústria
A escolha do metal na impressão 3D depende diretamente da aplicação final. Cada liga oferece um conjunto único de propriedades que atende a demandas específicas de desempenho, custo e resistência.
- Titânio: É um dos materiais mais fortes, leve, biocompatível e resistente à corrosão. Essas características o tornam ideal para as indústrias aeronáutica, aeroespacial e médica. Foi o segundo metal mais utilizado em 2019, gerando uma receita de US$ 129,4 milhões.
- Aço: Liderou o mercado em volume de utilização, com 545,5 toneladas em 2019. A projeção é que seu uso atinja 3.911,3 toneladas em 2027. Em receita, o aço gerou US$ 41,5 milhões em 2019.
- Alumínio: Conhecido pelo baixo custo e leveza, é cada vez mais adotado na indústria aeroespacial. Em 2019, o consumo do material atingiu 249,8 toneladas, com uma receita de US$ 32,8 milhões.
- Níquel: Utilizado por sua alta ductilidade e resistência à corrosão, é um elemento importante na fabricação de peças para os setores automotivo e aeroespacial. Em 2019, representou 21,6% do mercado.
Do pó ao componente: como funciona?
A impressão 3D de metais transforma pó ou fio metálico em peças sólidas e funcionais. O processo começa com um modelo digital tridimensional, que é enviado para a impressora. A máquina então constrói o objeto camada por camada, utilizando uma fonte de energia para fundir o material.
As duas principais categorias de tecnologias são:
- Fusão em Leito de Pó (PBF): Processos como a Sinterização Seletiva a Laser (SLS) e a Fusão Seletiva a Laser (SLM) utilizam um laser ou feixe de elétrons para fundir seletivamente regiões de um leito de pó metálico.
- Deposição por Energia Direcionada (DED): Nesta técnica, o material, em forma de pó ou fio, é depositado e fundido simultaneamente por uma fonte de energia, como um laser.
Aplicações de ponta: de foguetes a implantes
A capacidade de manipular ligas metálicas especiais em nível microscópico abre portas para inovações em diversas áreas. No setor de saúde, a tecnologia permite a fabricação de implantes médicos e odontológicos personalizados, como próteses de quadril e espinhais feitas com a liga de titânio Ti-6Al-4V, que são biocompatíveis e se integram melhor ao corpo humano.
Na indústria aeroespacial, a impressão 3D vai além. A fabricação aditiva de materiais de gradientes funcionais (AM-FGM) possibilita a criação de um único componente com propriedades variáveis, combinando diferentes metais. Um exemplo é o desenvolvimento de bocais de foguete que possuem uma gradiente entre uma liga de titânio e nióbio puro, otimizando a peça para suportar a altíssima carga térmica na região do “pescoço” do bocal.
Desafios e o futuro dos materiais
Apesar dos avanços, a impressão 3D de metais ainda enfrenta desafios. A incompatibilidade entre ligas, com diferentes temperaturas de fusão e densidades, pode causar defeitos como rupturas, porosidade e problemas dimensionais. A presença desses defeitos pode comprometer as propriedades mecânicas das peças, exigindo tratamentos térmicos ou usinagem posteriores para garantir a qualidade.
O futuro da tecnologia passa pelo P&D de novos materiais. O desenvolvimento de novas ligas metálicas, especialmente projetadas para a manufatura aditiva, é um campo que tem ganhado popularidade e deve impulsionar ainda mais o uso e a eficiência da impressão 3D nos próximos anos.
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