Engenheiros da Universidade RMIT, na Austrália, anunciaram o desenvolvimento de uma nova liga de titânio para impressão 3D, que apresenta um custo de produção significativamente menor, cerca de um terço do valor das opções convencionais. A inovação é aguardada com expectativa, pois tem o potencial de impulsionar avanços em setores cruciais, desde a fabricação aeroespacial até a produção de próteses para a área da saúde, tornando essas tecnologias mais acessíveis.
Desafios da Impressão 3D com Metais
Desde sua concepção na década de 1990, a impressão 3D com metais enfrenta um obstáculo principal: o alto custo das ligas. O Titânio Grau 5 (Ti-6Al-4V), a liga tradicional de titânio combinada com alumínio e vanádio, embora eficaz, limita a expansão comercial da técnica devido ao seu valor elevado. Além do fator financeiro, essa liga apresenta um desafio técnico: a propensão à formação de grãos colunares durante a impressão.
Isso resulta em peças que podem exibir resistência em uma direção, mas são suscetíveis a fragilidades ou inconsistências em outras, problema que só poderia ser corrigido com a inclusão de elementos adicionais à composição original.
Inovação e Novo Método
A equipe da Universidade RMIT, em uma pesquisa recente divulgada na revista Nature Communications, revelou a solução para esses desafios. Nos últimos três anos, o grupo dedicou-se a desenvolver um método capaz de prever a formação de grãos, permitindo a criação de novas ligas de alto desempenho para impressoras 3D.
“Novos tipos de titânio e outras ligas nos permitirão realmente expandir os limites do que é possível com a impressão 3D, e a estrutura para o design de novas ligas descrita em nossa pesquisa é um passo significativo nessa direção”, afirmou Ryan Brooke, pesquisador líder do estudo.
O estudo demonstrou que o parâmetro de super-resfriamento constitucional (P) é o critério mais eficaz para guiar a seleção de elementos na formulação de ligas superiores. Esse parâmetro avalia a capacidade do material de formar e expandir novos grãos ao longo de todo o processo de solidificação, não apenas nas etapas iniciais. O novo método, baseado no ajuste do parâmetro P através da adição de novos elementos à mistura, promete otimizar o tempo e reduzir os custos no desenvolvimento de ligas fabricadas aditivamente.
Impacto e Ações Futuras
A Universidade RMIT já registrou uma patente provisória para o método inovador. Embora os engenheiros não tenham detalhado a composição de sua própria liga de titânio de alta eficiência no estudo, eles planejam comercializá-la futuramente. Segundo a equipe, o novo material será 29% mais barato para produzir em comparação com o titânio comum utilizado em impressoras 3D.
“Conseguimos não apenas produzir ligas de titânio com uma estrutura de grãos uniforme, mas com custos reduzidos, além de torná-las mais resistentes e dúcteis”, detalhou Brooke.
Atualmente, os pesquisadores buscam parceiros na cadeia de suprimentos para facilitar a inserção da nova liga no mercado. O material inovador possui um vasto potencial de aplicação, abrangendo desde a indústria aeroespacial, onde a demanda por materiais leves e resistentes é alta, até a área da saúde, onde o titânio é fundamental para a criação de próteses biocompatíveis, abrindo caminho para peças mais acessíveis e com desempenho superior.
