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Pesquisadores apresentam a alumina “Gorila”, com a força de até 1 GPa obtida com impressão 3D.

Pesquisadores da Universidade de Leoben (Montanuniversität) na Áustria, demonstraram a capacidade imprimir peças cerâmicas em alumina com maior força (1 GPa), usando a tecnologia multi-materiais LCM da Lithoz.

Pesquisadores apresentam a alumina “Gorila”, com a força de até 1 GPa obtida com impressão 3D.

Créditos: 3dprintingmedia

Pesquisadores da Universidade de Leoben (Montanuniversität) na Áustria, universidade do país para a mineração, metalurgia e materiais, demonstrou recentemente a capacidade de imprimir em 3D, peças em alumina com maior força (1 GPa) utilizando a abordagem de impressão multi-materiais. Trabalhando diretamente com os engenheiros da Lithoz, os pesquisadores foram capazes de alavancar o processo de impressão camada por camada para permitir a geração de tensões residuais controladas e criar efetivamente uma espécie de alumina Gorilla.  O artigo completo sobre este estudo acaba de ser publicado no Science Direct .

A abordagem multimaterial foi empregada incorporando camadas de alumina-zircônia entre as camadas externas de alumina pura com tensões residuais compressivas significativas. Como as peças eram impressas em 3D com materiais diferentes, os pesquisadores conseguiram controlar digitalmente a colocação do material a um grau que esses materiais se tornaram ainda mais densos durante a sinterização do que a alumina sozinha (alumina monolítica).

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O 1 GPa medido nas multicamadas, em comparação com 650 MPa na alumina monolítica, foi obtido através das diferentes camadas de material comprimindo ainda mais devido às diferentes temperaturas necessárias para cada uma para sinterizar: este “descompasso térmico” entre as regiões do material durante o resfriamento da sinterização conduziu a tensões residuais compressivas controladas.

A combinação de camadas contendo diferentes materiais cerâmicos, conectadas com interfaces aprimoradas, permitiu a adaptação de tensões residuais de tração e compressão alternadas no plano. Esta abordagem tem sido comprovada pelos excelentes resultados alcançados, por exemplo, nos “vidros reforçados”, conceito explorado, por exemplo, nos vidros Gorilla.

Este é o primeiro relatório do emprego de manufatura aditiva para adequar a resistência da cerâmica de alumina, aproveitando o processo de impressão camada por camada. Projetar arquiteturas cerâmicas de formas complexas com tensões residuais por meio da manufatura aditiva abre um novo caminho para a fabricação de cerâmicas técnicas com propriedades mecânicas personalizada

As excelentes propriedades das cerâmicas, como biocompatibilidade, resistência à oxidação e corrosão, estabilidade a altas temperaturas, resistência ao desgaste, bem como características térmicas, elétricas e ópticas especiais, tornam esses materiais ideais para aplicações técnicas exigentes, porém fabricando geometrias complexas usando métodos tradicionais e os métodos de fabricação de cerâmica subtrativa são extremamente caros, usando ferramentas de diamante, e difíceis – senão impossíveis.

O progresso recente no campo das técnicas de impressão 3D estereolitográfica, como a tecnologia de fabricação de cerâmica baseada em litografia (LCM) da Lithoz, levou a grandes avanços na fabricação de materiais cerâmicos a granel com propriedades mecânicas comparáveis às das cerâmicas fabricadas por rotas tradicionais. muito esforço foi direcionado para projetar arquiteturas multimateriais baseadas em cerâmica com resistência e / ou tenacidade aprimoradas e, em alguns casos, confiabilidade aprimorada.

Essa evolução das propriedades mecânicas da cerâmica, obtidas através da tecnologia multimateriais da Lithoz possibilita novos avanços nas aplicações industriais, principalmente nas áreas médica e odontológicas e inicia um novo marco nas oportunidades de fabricação de peças com maior qualidade através da manufatura aditiva.

A Lithoz é fabricante de tecnologias em manufatura aditiva cerâmica e é representada pela AMS no Brasil. Para saber mais sobre a Lithoz e outras tecnologias de manufatura aditiva, solicite um atendimento neste link.

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Somos uma empresa de soluções em engenharia de manufatura com foco em fornecimento de equipamentos e serviços nas áreas de usinagem, manufatura aditiva e automação. Representamos com exclusividade no Brasil as marcas Chiron, Stama, Scherer, EOS, Lithoz e Sintratec.

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