A impressão 3D pode fazer muito. Vimos isso aplicado em figurines, em próteses, durante a pandemia foi usado para criar peças de reposição e até edifícios são feitos com impressoras de concreto. Esta tecnologia está avançando a passos largos e a mais recente é a impressão em titânio. Mas não de forma convencional, mas de tal forma que a sua resistência dispare. É isso que pesquisadores do Royal Institute of Technology de Melbourne (Austrália) afirmam ter conseguido.
Titânio em 3D. Num artigo publicado na revista Advanced Materials, os investigadores afirmam ter criado um novo “metamaterial”, termo usado para descrever um material artificial com propriedades únicas que não foram observadas na natureza. Eles conseguiram isso imprimindo em 3D uma “liga de titânio comum” com uma estrutura muito particular.
A natureza como musa. A chave do seu design está nas estruturas reticulares com escoras ocas. Este design, inspirado nas hastes dos nenúfares Victoria ou nos corais Tubipora musica, combina leveza e resistência. Uma estrutura reticulada é composta por diversas barras interligadas por meio de nós que formam um triângulo. Um caso de uso para este projeto seria, por exemplo, a Pirâmide do Louvre. Os pesquisadores, no entanto, deram um passo além.
Reduza a pressão. Conforme explicado por Ma Qian, professor da RMIT, as tentativas de reproduzir essas “estruturas celulares” ocas em metais têm sido frustradas pelos “problemas habituais de fabricação e concentração da tensão de carga nas áreas interiores das escoras ocas”. causa falhas.
“Treliça tubular oca“Esse é o nome que esta estrutura recebeu, explica Qian. Em suas próprias palavras, “projetamos uma estrutura de treliça tubular oca que possui uma faixa fina em seu interior. Esses dois elementos juntos mostram uma resistência e uma leveza nunca vistas juntas na natureza.” Ao fundir efetivamente duas estruturas de rede complementares para distribuir uniformemente o estresse, evitamos pontos fracos onde o estresse normalmente está concentrado.”
impressao 3D. Este design foi alcançado graças à impressão 3D, especificamente através de um processo conhecido como fusão a laser em leito de pó. Basicamente, camadas de pó metálico são fundidas com um feixe de laser de alta potência. A agência não mencionou as temperaturas utilizadas, mas o titânio derrete a 1.668ºC. Uma impressora 3D de última geração em casa atinge no máximo 300ºC.
Resultados. Segundo os pesquisadores, seus testes mostram que o desenho impresso, aquele cubo peculiar que encabeça este artigo, “era 50% mais forte que a liga de magnésio WE54, a mais forte de densidade semelhante usada em aplicações aeroespaciais”. Segundo o RMIT, esta nova estrutura reduziu pela metade o estresse concentrado nos pontos fracos da rede. Além disso, este projeto permite que quaisquer fissuras se desviem ao longo da estrutura, o que deve melhorar ainda mais a resistência.
Além disso, por ser um desenho impresso em 3D, pode ser configurado em tamanhos que variam de milímetros a metros, o que representa um grande potencial nos mais diversos setores, desde médico (pense em um implante ósseo) até espacial (peças de um foguete). Tudo que você precisa é de uma impressora com o tamanho e a potência certos. Atualmente, este material pode suportar temperaturas de até 350ºC, embora com outras ligas de titânio possa atingir 600ºC.
Imagem | RMIT