Cientistas do Laboratório Nacional de Oak Ridge do Departamento de Energia dos EUA integraram a manufatura aditiva por jato de aglutinante com um método avançado de pós-processamento para fabricar componentes cerâmicos à prova de vazamentos, superando um desafio fundamental da manufatura aditiva de cerâmica.
Embora os componentes cerâmicos apresentem um desempenho excepcional em ambientes extremos – exibindo alta resistência à temperatura, estabilidade química e resistência mecânica – os métodos atuais de impressão 3D em cerâmica carecem de escalabilidade. Essa deficiência limita seu uso em aplicações críticas, como reatores químicos de alto rendimento, utilizados em processamento farmacêutico ou químico, onde peças grandes e à prova de vazamentos são essenciais. A solução da ORNL oferece um método escalável para a criação de estruturas cerâmicas complexas, utilizando uma técnica de junção robusta que permite a montagem de peças menores impressas em 3D para criar os componentes necessários.
“A impressão 3D em cerâmica permite a fabricação de componentes complexos e de alto desempenho, difíceis de serem obtidos com métodos de fabricação tradicionais”, disse o pesquisador principal Trevor Aguirre, do Grupo de Processos de Materiais para Ambientes Extremos do ORNL. “Este avanço fornece uma metodologia validada para produzir componentes de alta qualidade – e permite o desenvolvimento de reatores de última geração.”
A equipe de pesquisa testou diversas configurações de design para identificar estruturas ideais que inerentemente suportam integridade estanque a gás e desenvolveu técnicas de pós-processamento para melhorar a ligação e a vedação de segmentos cerâmicos.
A inovação não apenas ajuda a atender à crescente demanda por componentes de grande porte, como também alavanca a AM com jato de ligante, com excelente custo-benefício. Este método oferece benefícios econômicos substanciais e abre caminho para uma adoção industrial mais ampla da AM cerâmica em outras aplicações de alto desempenho, como a aeroespacial, entre outras. O trabalho, intitulado “Manufatura Aditiva por Jato de Ligante (BJAM) de Conjuntos de Reatores de Carboneto de Silício para Aplicações de Alta Temperatura e Estanqueidade a Vazamentos de Hidrogênio”, pode ser encontrado aqui.
Esta é uma das primeiras juntas estanques conhecidas fabricadas usando métodos de FA. A equipe do ORNL recebeu o Prêmio Dick Aubin Distinguished Paper Award da SME de 2025 por esta pesquisa, que reconhece contribuições significativas à AM. A equipe também publicou pesquisas relacionadas no periódico Ceramics International. Para saber mais sobre o método, acesse o site.
