Mecânica

Metais impressos em 3D com tinta líquida e ferrugem

Redação do Site Inovação Tecnológica -  18/01/2016

Telas de cobre impressas usando o novo processo com tintas metálicas líquidas. [Imagem: Ramille Shah/David Dunand]

Tinta metálica líquida

A impressão 3D de metais avançou muito nos últimos anos, já sendo possível imprimir peças com gradientes de metais diferentes.

Agora uma equipe de engenheiros da Universidade Northwestern, nos EUA, criou uma forma de imprimir objetos metálicos tridimensionais usando limalhas e, acredite, ferrugem, tudo disposto na forma de tintas em estado líquido ou pastoso.

Enquanto os métodos atuais usam "camas" de metal em pó e lasers de alta potência ou feixes de elétrons, a nova técnica utiliza tintas líquidas e fornos comuns, resultando em um processo mais rápido, mais barato e mais uniforme.

Além disso, o novo método funciona para uma vasta variedade de metais, misturas de metais, ligas, compostos e óxidos metálicos, incluindo o óxido de ferro, ou ferrugem.

"Nosso método expande enormemente as arquiteturas e metais que somos capazes de imprimir, o que realmente abre a porta para uma série de diferentes aplicações," disse a engenheira Ramille Shah, coordenadora da equipe.

Extrusão e sinterização

Em vez de uma fonte de energia muito intensa, como um laser ou um feixe de elétrons usados para fundir as partículas de um pó metálico, usados nos métodos convencionais para impressão 3D de metais, o novo método dispensa o chamado "leito de pó" e o feixe de energia, além de dividir o processo em duas etapas: a impressão e a fusão das camadas.

Além de metais puros, o processo pode trabalhar com óxidos metálicos. [Imagem: Adam E. Jakus et al. - 10.1002/adfm.201503921]

A primeira etapa usa uma tinta líquida de metal, ou uma mistura de pós metálicos, solventes e um ligante de elastômero, sendo essa tinta liberada através de um bocal, a temperatura ambiente.

Apesar de começar com uma tinta líquida, o material extrudido pelo bocal solidifica-se instantaneamente e se funde com o material já depositado, permitindo fabricar objetos grandes que podem ser manipulados imediatamente.

Na segunda etapa, já em sua forma definitiva, a peça é recozida por aquecimento em um forno comum, um processo conhecido como sinterização, no qual os pós metálicos se unem sem fusão.

"Ao separar a impressão e a sinterização, parece que complicamos o processo," comenta o professor David Dunand. "Mas, na verdade, ele nos liberou, já que cada passo é muito mais fácil separadamente do que a abordagem combinada".

Essa simplificação deverá auxiliar no aprimoramento da técnica, com vistas à obtenção de peças que possam diminuir ou eliminar a necessidade de tratamento final.

Bibliografia:

Metallic Architectures from 3D-Printed Powder-Based Liquid Inks
Adam E. Jakus, Shannon L. Taylor, Nicholas R. Geisendorfer, David C. Dunand, Ramille N. Shah
Advanced Functional Materials
Vol.: 25, Issue 45 - Pages 6985-6995
DOI: 10.1002/adfm.201503921