Sinterização rápida de litografia

23 de setembro de 2022

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Pesquisadores da Montanuniversität Leoben, Áustria, e do Instituto Jožef Stefan, Ljubljana, Eslovênia, publicaram pesquisas na revista Additive Manufacturing sobre estratégias para alcançar e benefícios de tempos de sinterização mais rápidos em componentes cerâmicos complexos fabricados aditivamente. O artigo 'Fabricação aditiva baseada em litografia de alta resistência de componentes cerâmicos com sinterização rápida' detalha como esse processo de sinterização mais rápido pode permitir a criação de arquiteturas cerâmicas altamente densas com microestrutura e propriedades personalizadas.

Até este ponto, a densificação de peças cerâmicas fabricadas com aditivo era feita em fornos convencionais sob condições típicas, dificultando a fabricação de cerâmicas de granulação fina e sem poros. Nesta pesquisa, os autores utilizaram um método de sinterização assistida por radiação (RAS) para sinterização rápida a ∼ 300-450°C/min usando Manufatura Aditiva baseada em litografia de cerâmica de alumina.

A equipe mostrou que a sinterização assistida por radiação (RAS) poderia sinterizar com sucesso cerâmicas de alumina criadas aditivamente baseadas em litografia em questão de minutos, em vez de horas. Uma configuração de sinterização por plasma de centelha (SPS) foi modificada para permitir a sinterização de geometrias complexas (por exemplo, um rotor de motor turboalimentado) sem a necessidade de pressão ou corrente direta na peça cerâmica.

O processo de sinterização relatado também produziu microestruturas de granulação fina de tamanho de 1 μm com densidades de 99%, sinterizadas com uma entrada de energia de 1 MJ em oposição a 25 MJ da sinterização tradicional. Em comparação com peças de referência sinterizadas tradicionalmente, a alta resistência mecânica de ∼ 810 MPa e tenacidade de ∼ 4,3 MPa m1/2 de alumina gerada aditivamente sinterizada a 1600°C em dois minutos também foi supostamente superior à das peças produzidas por sinterização tradicional.

Os pesquisadores esperam que esses resultados abram os casos de uso de RAS para controlar a microestrutura de peças fabricadas aditivamente, melhorando assim suas propriedades mecânicas e funcionais. Isto poderá, no futuro, ser aplicado a filmes biomédicos, magnéticos, ópticos, catalíticos, finos e eletrocerâmicos.

'Fabricação aditiva de componentes cerâmicos de alta resistência baseada em litografia com sinterização rápida', de Anna-Katharina Hofer, Andraž Kocjan e Raúl Bermejo, está disponível aqui, na íntegra.

www.unileoben.ac.at

www.ijs.si

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