Fabrisonic implanta tecnologia UAM em estudo da NASA para corrosão de impressão 3D

A Fabrisonic, especialista em impressão 3D de metal de estado sólido, aproveitou seu processo patenteado Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM) para mesclar com sucesso diferentes ligas amorfas em revestimentos multimetálicos.

Trabalhando como parte de um estudo SBIR da NASA, a empresa implantou energia ultrassônica em vez de um método convencional de impressão 3D baseado em laser para combinar ligas resistentes à corrosão diferentes. Usando sua técnica de fabricação proprietária, a Fabrisonic conseguiu unir os metais a substratos cristalinos, sem destruir nenhuma de suas propriedades benéficas.

As misturas metálicas resultantes apresentavam resistência aprimorada e qualidades resistentes à corrosão para ligas cristalinas comuns, o que poderia torná-las adequadas para futuras aplicações de revestimento na indústria aeroespacial.

Técnica de Fabricação Aditiva Ultrassônica da Fabrisonic

A tecnologia UAM da Fabrisonic é um processo de impressão 3D de metal híbrido, que solda por ultrassom uma sucessão de fitas de metal em uma forma 3D. O método opera em baixa temperatura, o que permite que materiais diferentes, como eletrônicos, sejam incorporados em estruturas de ligas metálicas.

À medida que o objeto de metal é construído, uma máquina CNC também pode ser usada para finalizar suas superfícies internas e externas, o que permite aos usuários criar formas mais detalhadas do que os processos convencionais de impressão 3D de metal. Desde que a empresa patenteou sua técnica de impressão UAM em 2017, ela lançou sua máquina SonicLayer 1200, que também possui sua tecnologia UAM.

Em uma tentativa de encontrar novas aplicações para sua técnica de impressão 3D patenteada, a Fabrisonic estabeleceu parcerias com vários grupos de pesquisa do governo dos EUA nos últimos anos. Trabalhando com o Oak Ridge National Laboratory (ORNL), a empresa implantou o UAM para placas de controle de impressão 3D para o reator de isótopos de alto fluxo (HFIR) do ORNL.

A Fabrisonic também estabeleceu um relacionamento próximo com a NASA, e seus dispositivos trocadores de calor impressos em 3D co-desenvolvidos passaram nos testes de controle de qualidade do voo espacial em 2018. Mais recentemente, a empresa fez parceria com a especialista em sensores ópticos Luna Innovations em um projeto de sensor fabricado para a NASA. O programa visa coletar dados sobre tubos de combustível criogênico para estandes de teste de foguetes no Stennis Space Center.

Na mais recente colaboração da NASA e da Fabrisonic, esta última desenvolveu ainda mais seu processo UAM para imprimir revestimentos metálicos combinados, que podem ter aplicações aeroespaciais no futuro.

Aproveitando melhor os metais amorfos

Metais amorfos, ou Bulk Metallic Glasses (BMGs) são criados por ligas de resfriamento muito rapidamente, ignorando a fase de cristalização da solidificação. Como resultado, os materiais têm uma estrutura desordenada única, que lhes confere um nível de resistência mais alto do que as ligas cristalinas convencionais.

Os BMGs também podem suportar deformações reversíveis maiores do que outros metais, e sua falta de periodicidade de longo alcance também os torna mais resistentes à corrosão. Embora os metais amorfos tenham claramente características de fabricação vantajosas, eles já se mostraram difíceis de unir com outros materiais e de imprimir em camadas mais espessas.

Trabalhando com o colaborador serial da NASA LM Group Holdings (LMGH), a Fabrisonic tentou superar essas limitações, usando seu processo de impressão 3D UAM para fundir metais amorfos com outras ligas. As empresas comprovaram a viabilidade do processo unindo várias ligas amorfas diferentes e estudando a reação para entender melhor suas composições de interface.

Durante os testes, a equipe descobriu que a baixa temperatura do UAM permitia que ligas metálicas diferentes fossem unidas com pouca ou nenhuma formação intermetálica e sem diminuir suas características de alta resistência. As empresas também descobriram que várias passagens poderiam ser usadas para adicionar mais metais, o que, por sua vez, permitia que a espessura da estrutura fosse adaptada dependendo de sua aplicação de uso final.

De acordo com o artigo, a baixa ductilidade costuma ser um problema com as ligas cristalinas existentes, mas, como o UAM é compatível com vários materiais, permite que mais metais dúcteis sejam adicionados à mistura. Da mesma forma, as técnicas de soldagem tradicionais limitaram os BMGs a geometrias específicas, mas as avaliações mostraram que formas 3D mais complexas agora podem ser obtidas com o UAM e também a um custo menor.