As cerâmicas são classificadas como materiais inorgânicos e não metálicos que são essenciais para nosso estilo de vida. Embora mais comumente associada a cerâmica ou utensílios de cozinha, a cerâmica está literalmente em toda parte em nossas vidas diárias e é amplamente usada em vários setores.

Contudo, quando falamos deste material para tecnologias de manufatura aditiva, nos referimos a materiais nobres, que demonstram excelentes propriedades de resistência e dureza.

Impressão 3D em cerâmica LCM

É comum a discussão de aplicações em polímeros e metais em processos de manufatura aditiva. Porém, em alguns casos o uso da cerâmica pode ser a melhor alternativa para seu processo, principalmente quando a peça irá ser submetida a trabalhos em condições de ambientes severos (atmosferas corrosivas, alta temperatura) ou em aplicações médicas.

A Lithoz é uma empresa austríaca especializada no desenvolvimento e produção de materiais e sistemas de manufatura aditiva para a impressão 3D de material de substituição óssea e cerâmica de alto desempenho, que utiliza como tecnologia os processos em Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM).

A tecnologia de manufatura aditiva desenvolvida pela Lithoz, é baseada em um processo de fotopolimerização DLP. A tecnologia foi desenvolvida inicialmente na TU Viena em 2006, pelos mesmos engenheiros que fundariam a Lithoz em 2011. A empresa produz uma série de cerâmicas à base de alumina, zircônia, nitreto de silício, fosfato tricálcico, silica, fosfato tricálcico e  hidroxiapatita. Além disso, os equipamentos possuem um sistema aberto, ou seja, isso fornece a oportunidade de processar materiais específicos sem a necessidade de qualquer modificação do sistema.

Como funciona o LCM?

LCM funciona polimerizando um pó cerâmico suspenso em uma resina fotossensível. Uma fonte de luz LED se projeta na resina e, por meio da exposição, cura seletivamente a resina e constrói a peça camada por camada. Esta é a parte verde, que como explica Lithoz, pode ser vista como um compósito de partículas cerâmicas dentro de uma matriz de fotopolímero agindo para unir as partículas cerâmicas. 

A peça verde deve então passar pelo pós-processamento térmico: através de um forno é removido a matriz polimérica e ocorre a sinterização para atingir a densidade final da peça.

A tecnologia LCM aproveita décadas de experiência em processamento de pó cerâmico. Ao usar os mesmos pós e fornos da moldagem por injeção, são produzidas peças de cerâmica com excelentes propriedades mecânicas e qualidade de superfície. 

Setores de aplicações

A estabilidade dimensional e a baixa densidade da cerâmica a tornam ideal para envio ao espaço em foguetes e satélites na forma de rolamentos, selos e escudos térmicos. As peças passam por mudanças extremas de temperatura no espaço dependendo de sua posição relativa ao Sol, então é importante que os materiais não encolham e expandam nessas mudanças de temperatura. Além disso, o custo de enviar qualquer coisa para o espaço está diretamente ligado à massa então a leveza é sempre uma prioridade.

A cerâmica é altamente resistente à abrasão e ao calor, portanto pode ser encontrada em vários componentes de aeronaves, incluindo blindagem, isolamento elétrico e bicos de combustível. 

A dureza e a tenacidade da cerâmica são especialmente úteis na área de fabricação automotiva. De velas de ignição e freios a sensores e filtros, existem inúmeras peças em qualquer carro que contém cerâmica.

O fato da cerâmica ser leve, durável e biocompatível a torna um excelente material para as indústrias médica e cirúrgica, em que é usada para implantes, ferramentas e guias cirúrgicos e equipamentos de diagnóstico.

Os sistemas de geração e distribuição de energia são altamente exigentes e críticos, e a cerâmica contribui para a confiabilidade desses sistemas. A resistência ao desgaste, isolamento elétrico e propriedades mecânicas rígidas permitem que a cerâmica seja ideal para trabalhos em ambientes hostis de usinas de energia.

A síntese de produtos químicos e drogas requer processos que envolvem mudanças rápidas de temperatura, pressão e corrosão. Cerâmicas personalizadas podem ser projetadas para durar mais que a maioria dos metais nas máquinas especiais usadas na indústria.

Muitos componentes elétricos têm que operar em ambientes hostis, como os sensores em motores e fornos, bem como as câmaras de vácuo de aceleradores de partículas.

Parceria de sucesso

A Plenum , empresa biomédica brasileira, utiliza duas máquinas Lithoz CeraFab 7500 para auxiliar sua produção de implantes ósseos e pesquisas. Com essa compra e parceria, a Lithoz amplia sua liderança na indústria de manufatura de aditivos no Brasil. 

A Plenum atua nas áreas de saúde e odontologia e também visa introduzir um novo tipo inovador de biotecnologia no Brasil. A empresa fabrica implantes de substituição óssea para a região da mandíbula e usa seu próprio material reabsorvível e desenvolvido a partir da biocerâmica para essas aplicações.

“Acreditamos fortemente no mercado brasileiro e estamos muito satisfeitos por ter uma empresa tão inovadora como o primeiro cliente neste importante mercado. A Plenum mostrou que eles são verdadeiros pioneiros e estou certo de que veremos muito mais inovações revolucionárias da Plenum no futuro. ” Dr. Johannes Homa, CEO da Lithoz

As aquisições de equipamentos Lithoz pela Plenum evidenciam o rápido crescimento do mercado brasileiro de aplicações biomédicas com auxílio da manufatura aditiva. O Brasil se destaca no cenário de produtos biomédicos no Brasil, se posicionando entre os dez maiores mercados do mundo.

Se você deseja receber maiores informações sobre impressão de biocerâmicas e cerâmicas de alta performance através do processo LCM, solicite um contato de um especialista em manufatura aditiva da AMS Brasil.