Uma nova liga metálica impressa em 3D de alto desempenho, adaptada para ambientes espaciais foi desenvolvida com sucesso pela equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Jeong Min Park da Divisão de Pesquisa de Nanomateriais do Instituto Coreano de Ciência de Materiais (KIMS), em colaboração com o Professor Jung Gi Kim da Universidade Nacional de Gyeongsang e o Professor Hyoung Seop Kim da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang (POSTECH). A liga recém-desenvolvida demonstrou desempenho mecânico excepcional em temperaturas criogênicas extremas tão baixas quanto -196 °C – provando seu potencial para exploração espacial e aplicações em ambientes extremos.
A equipe de pesquisa adicionou uma pequena quantidade de carbono à liga CoCrFeMnNi, que exibe excelentes propriedades em condições criogênicas. Este pó de liga foi então processado usando Laser Powder Bed Fusion (LPBF). A tecnologia permite a maximização do efeito de fortalecimento da adição de carbono à liga por meio de nanocarbonetos finamente distribuídos nos limites de estruturas celulares de tamanho nano.
Como resultado, a equipe alcançou uma combinação de resistência à tração (a capacidade de resistir a forças) e ductilidade (a capacidade de suportar deformações antes da falha) que foi mais de 140% melhor do que ligas sem carbono em ambientes criogênicos. Em particular, o alongamento da liga é duas vezes maior em 77 K em comparação com 298 K. Esta tecnologia também oferece uma diretriz potencial para o projeto de ligas em AM para produzir produtos de alto desempenho com excelente capacidade de carga para uso em aplicações criogênicas. Outra distinção importante desta tecnologia é sua capacidade de controlar finamente a microestrutura por meio de AM.
Esta liga metálica de impressão 3D pode ser aplicada a componentes complexos, como injetores que pulverizam combustível em foguetes de exploração espacial e bicos de turbina que extraem energia. Ela melhora o desempenho e estende a vida útil de peças usadas no espaço e em outros ambientes extremos. Além disso, ela supera as limitações de tenacidade a baixa temperatura em ligas impressas em 3D existentes.
“Esta pesquisa apresenta um avanço significativo no desenvolvimento de novas ligas para ambientes extremos, oferecendo novas possibilidades. Por meio da tecnologia de impressão 3D que ultrapassa os limites de fabricação de componentes convencionais de exploração espacial, podemos melhorar significativamente o desempenho de peças usadas em veículos de lançamento espacial”, disse o Dr. Jeong Min Park, pesquisador sênior e líder do projeto.
Esta pesquisa foi financiada pelo projeto fundamental do KIMS (‘Desenvolvimento de design para manufatura aditiva para desenvolver materiais heterogêneos superduros com design complexo’ e ‘Desenvolvimento de materiais e processos de alto desempenho para impressão 3D de metal’). Os resultados da pesquisa foram publicados no periódico ‘Additive Manufacturing (IF: 11)’. A equipe de pesquisa planeja continuar estudos adicionais para aumentar o potencial de comercialização desta tecnologia e conduzir pesquisas adicionais para verificar seu desempenho em ambientes extremos. Para saber mais sobre a pesquisa acesse o site.
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