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Pesquisadores japoneses apresentaram uma técnica inovadora de impressão 3D capaz de fabricar peças automotivas com maior eficiência e precisão.
Pesquisadores da Universidade de Tohoku, no Japão, alcançaram um marco tecnológico histórico ao desenvolver uma liga de aço e alumínio altamente durável por meio de impressão 3D. A inovação japonesa tem o potencial de transformar a fabricação de peças automotivass ao unir leveza e resistência, resolvendo desafios históricos no uso de multimateriais.
O avanço na impressão 3D de metais
A técnica de impressão 3D de metais permite construir objetos camada por camada, unindo materiais com precisão por meio de calor.
Essa abordagem oferece vantagens como redução de desperdício e criação de formas personalizáveis, tornando-se essencial na fabricação moderna.
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No entanto, criar estruturas multimateriais — como a integração de aço e alumínio — exige soluções avançadas para superar a formação de compostos frágeis, um problema comum quando diferentes metais são combinados.
“Multimateriais são um tema central na manufatura aditiva devido à flexibilidade do processo“, explicou o professor Kenta Yamanaka, do Instituto de Pesquisa de Materiais da Universidade de Tohoku. “Porém, compostos intermetálicos frágeis podem surgir, tornando o material mais leve, mas também mais quebradiço.“
Como superar o desafio técnico
A equipe utilizou uma técnica chamada Laser Powder Bed Fusion (L-PBF), que emprega lasers para derreter seletivamente pós de metal.
Esse método foi fundamental para suprimir a formação de compostos frágeis como Al5Fe2 e Al13Fe4 nas interfaces entre o aço e o alumínio.
Eles descobriram que aumentar a velocidade de varredura do laser favorece a solidificação de não equilíbrio, minimizando as fraquezas estruturais do material. O resultado foi uma liga robusta e com interfaces de ligação fortes, pronta para aplicações industriais.
“Não se trata apenas de juntar dois metais e esperar que eles grudem”, afirmou Seungkyun Yim, professor assistente da Universidade de Tohoku. “Era essencial entender o mecanismo de liga in situ para garantir a durabilidade.”
Primeira aplicação prática
Com base nessa pesquisa, o grupo criou o primeiro componente automotivo multimaterial em escala real do mundo.
O protótipo, uma torre de suspensão com geometria personalizada, combina leveza e resistência de forma inédita.
A peça, essencial para o desempenho de veículos, marca um avanço significativo no setor automotivo, onde reduzir o peso sem comprometer a segurança é uma prioridade.
Implicações para a indústria automotiva
A inovação da Universidade de Tohoku abre novas possibilidades para a produção de veículos mais leves, econômicos e sustentáveis.
A redução no peso dos componentes pode melhorar a eficiência energética dos automóveis, contribuindo para atender às demandas globais por soluções ambientalmente responsáveis.
Os pesquisadores já planejam aplicar o método a outras combinações de metais, expandindo o uso da técnica para setores além do automotivo. Isso inclui a criação de peças aeroespaciais e até equipamentos médicos, onde leveza e durabilidade são igualmente cruciais.
Os resultados do estudo foram publicados na revista Additive Manufacturing em 19 de novembro de 2024, destacando o impacto potencial dessa tecnologia na manufatura avançada.
Com esse avanço, a impressão 3D de metais dá um passo importante rumo a um futuro onde a combinação de materiais se tornará cada vez mais eficiente, segura e acessível. A aposta é que inovações como esta acelerem o desenvolvimento de produtos personalizados e de alta performance.
