Engenheiros Coreanos Criam Nova Liga Metálica Ultraforte Para Uso Espacial Fabricada Por Impressão 3D

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[Imagem: KIMS]

A tecnologia de impressão 3D para materiais estruturais apresenta uma combinação superior de resistência e ductilidade em temperatura criogênica.

 

No dia de hoje (25/11), o portal Inovação Tecnológica noticiou que segundo eles está oficialmente inaugurada a era da "impressão 3D espacial". Acontece que Engenheiros Coreanos desenvolveram uma nova liga metálica de alto desempenho impressa em 3D sob medida para ambientes espaciais. A liga apresentou desempenho mecânico excepcional em temperaturas criogênicas extremas (até -196°C), provando seu alto potencial para uso em veículos espaciais e outras aplicações em ambientes extremos.

 

De acordo com a nota do portal, esta tecnologia poderá ser aplicada a componentes complexos, como injetores que pulverizam combustível em motores de foguetes ou em bicos de turbinas de geração de energia, por exemplo.

 

E, mais do que atender aos requisitos impostos aos materiais tradicionais, a nova técnica de impressão 3D melhora o desempenho, estende a vida útil de peças usadas no espaço e em outros ambientes extremos e ainda supera as limitações de tenacidade a baixa temperatura, em comparação com as ligas impressas em 3D existentes.

 

"Esta pesquisa apresenta um avanço significativo no desenvolvimento de novas ligas para ambientes extremos, oferecendo novas possibilidades. Por meio da tecnologia de impressão 3D, que ultrapassa os limites de fabricação de componentes convencionais de exploração espacial, podemos melhorar significativamente o desempenho de peças usadas em veículos de lançamento espacial," disse o professor Jeong Park, do Instituto Coreano de Ciência de Materiais (KIMS).

 

[Imagem: Haeum Park et al. - 10.1016/j.addma.2024.104223]

A tecnologia, que supera largamente as anteriores (gráfico) pode ser adaptada controlando a microestrutura e os parâmetros do processo para a aplicação desejada.

 

O elemento essencial da inovação está na adição de uma pequena quantidade de carbono à liga CoCrFeMnNi (cobalto, cromo, ferro, manganês e níquel), que apresenta excelentes propriedades em condições criogênicas. O pó de liga resultante foi então processado usando o método fusão de leito de pó, uma técnica de manufatura aditiva a laser.

 

A tecnologia permite a maximização do efeito de fortalecimento da liga pela adição de carbono porque opera com partículas nas dimensões nanométricas - os nanocarbonetos ficam finamente distribuídos nos limites da estrutura celular da liga.

 

O resultado é uma combinação de resistência à tração (a capacidade de resistir a forças) e ductilidade (a capacidade de suportar deformações antes da falha) que foi mais de 140% melhor do que as ligas sem carbono (em ambientes criogênicos) - o alongamento da liga é duas vezes maior a -196 ºC do que na temperatura ambiente.

 

A equipe acredita que a capacidade de controlar finamente a microestrutura das ligas por meio da manufatura aditiva poderá ser aplicada em outros projetos de manufatura aditiva para produzir produtos de alto desempenho.

 

Saiba mais:

 

Artigo: Cryogenic tensile behavior of carbon-doped CoCrFeMnNi high-entropy alloys additively manufactured by laser powder bed fusion

Autores: Haeum Park, Hyeonseok Kwon, Kyung Tae Kim, Ji-Hun Yu, Jungho Choe, Hyokyung Sung, Hyoung Seop Kim, Jung Gi Kim, Jeong Min Park

Revista: Additive Manufacturing

Vol.: 86, 104223

DOI: 10.1016/j.addma.2024.104223

 

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