AMALLOY, um novo pó de liga de alumínio patenteado, desenvolvido pelo Technology Innovation Institute (TII), especificamente para fabricação aditiva, foi recentemente apresentado na conferência AM Conclave em Abu Dhabi.
AMALLOY é a primeira matéria-prima de fabricação aditiva de metal projetada no Oriente Médio para uso em sistemas de fusão em leito de pó por feixe de laser (PDF-LB). A liga de alumínio de baixo custo e alta resistência demonstra excelente capacidade de impressão e desempenho.
Quando comparada às ligas AlSi10Mg disponíveis comercialmente, a AMALLOY registra resistência 33% maior sem comprometer a ductilidade. Isto torna o novo material um excelente candidato para peças onde o peso leve e a alta resistência são essenciais para atender aplicações exigentes.
Devido à natureza de sua formulação química e compostos metalúrgicos intrínsecos, AMALLOY apresenta um coeficiente de suscetibilidade a trincas a quente incrivelmente baixo, o que significa que resistências mais altas podem ser alcançadas sem problemas de trincas a quente.
Maiores resistências são possíveis graças a uma microestrutura coeutética robusta combinada com um alto nível de saturação, endurecimento por precipitação e refinamento de grãos. Em colaboração com a Universidade de Oxford, análises de Tomografia por Sonda Atômica (APT) revelaram a presença de nanoprecipitados na microestrutura primária de alumínio que aumentaram ainda mais a resistência da liga.
Além das excelentes propriedades mecânicas, a liga foi testada em temperaturas de 300ºC – revelando excelente estabilidade térmica e tornando esta classe potencialmente utilizável em ambientes de alta temperatura.
“Nosso foco está no desenvolvimento de ligas de alta resistência com excelente capacidade de impressão. Pretendemos usar esses novos materiais na fabricação de peças livres de defeitos para serem empregadas em aplicações críticas e de alto valor”, disse a Dra. Nesma Aboulkhair, Diretora de Fabricação Aditiva da TII. “Estamos adotando uma estrutura para uma abordagem computacional e experimental integrada para projetar e produzir esses novos materiais para uso em AM metálica. Esta estrutura constitui seis fases, incluindo projeto de liga, validação experimental, AM para liga in situ com otimização acelerada de processo, teste de material, otimização de pó metálico e, finalmente, documentação.”
A estrutura é conduzida inteiramente internamente do início ao fim e já provou ser tão bem-sucedida no desenvolvimento do AMALLOY que a TII registrou uma patente para a liga no Escritório de Patentes dos EUA.
A TII pretende utilizar a estrutura para desenvolver novas ligas de outras famílias de metais e também espera utilizar a estrutura versátil para desenvolver novas ligas para processos de fabricação tradicionais.
“A clientela-alvo do novo material que estamos desenvolvendo para impressão 3D de metal são produtores mundiais de pó metálico e estamos explorando o licenciamento de nossas novas composições de ligas patenteadas para fabricantes globais”, disse o Dr. Federico Bosio, Pesquisador Chefe de Materiais de Fabricação Aditiva na TII. “Alguns dos casos de uso para os quais o AMALLOY específico é adequado incluem peças de baixa compra para voar para aeroespacial/aviação [ou seja, antenas, suportes de aeronaves, nanossatélites] e componentes de alta resistência, como suportes de motor com topologia otimizada.”
No estado impresso, AMALLOY apresenta uma gama de propriedades de materiais impressionantes. Esses atributos incluem uma notável densidade relativa de 99,9% ou superior, garantindo sua integridade e resistência estrutural. Além disso, apresenta um coeficiente mínimo de suscetibilidade a trincas a quente (HCS), medindo abaixo de 0,3 conforme o modelo de Clyne e Davis, o que aumenta sua resiliência durante os processos de fabricação.
Quando se trata de dureza, AMALLOY se enquadra na faixa de dureza Vickers de 140 HV a 200 HV, determinada por sua formulação química exclusiva. Esta liga também demonstra considerável capacidade mecânica com um limite de escoamento variando de 200 a 350, determinado por sua composição química, bem como uma resistência à tração variando de 350 MPa a 500 MPa, solidificando ainda mais sua adequação para diversas aplicações.
AMALLOY será aprimorado ainda mais usando a estrutura de desenvolvimento da TII, para produzir uma liga de alumínio de alta resistência especificamente para aplicações em altas temperaturas. Uma vez concluído, o material abrirá uma série de novas aplicações em setores como aeroespacial, espacial, petróleo e gás e nuclear. Para saber mais sobre a liga acesse o site.
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