Estudante cria tecnologia de impressão 3D de metais fundidos

Publicado em 25/01/2017

Fonte: Inovação Tecnológica

Um estudante de graduação de engenharia está prestes a colocar no mercado a primeira impressora 3D que utiliza diretamente metal fundido para construir as peças. Zack Vader, que começou o projeto aos 19 anos, recebeu apoio de seus professores da Universidade de Buffalo, nos EUA, para aprimorar o equipamento.

Tão logo o projeto foi anunciado pela incubadora de empresas da universidade, uma única empresa de autopeças anunciou o interesse de adquirir pelo menos 50 unidades da impressora - a um custo estimado em US$1 milhão cada uma.

A máquina representa um avanço drástico em relação às impressoras 3D atuais que trabalham com metais, nas quais um laser é usado para fundir o metal, que é aplicado na forma de pó ou fio. Nesse processo, algumas partículas não se fundem, criando pontos fracos nas peças.

clique para ampliarImpressão 3D em Metal Líquido (Foto: Inovação Tecnológica)

Impressão de metal líquido

Zack Vader, agora com 24 anos, começou seu projeto quando precisou imprimir peças metálicas para um trabalho da escola, uma microturbina geradora de eletricidade - ele não encontrou nenhuma empresa que conseguisse fazer o que ele precisava.

Depois de decidir construir sua própria impressora 3D de metais, ele teve seu momento eureca ao submeter o metal fundido a um campo magnético pulsado. O campo transiente induziu uma pressão no metal que forçou a ejeção de gotas por um orifício. Estava determinado o processo fundamental pelo qual gotas de metal líquido podem ser ejetadas através de um bocal.

No projeto final, uma fita de alumínio disponível comercialmente é passada por uma unidade de fundição, que a aquece a 750º C. O metal liquefeito passa por um tubo cerâmico, que forma a câmara de ejeção, chegando finalmente a um orifício com diâmetro abaixo de um milímetro.

O fluxo ejetado é projetado para baixo sobre uma plataforma aquecida, uma mesa coordenada que se move para criar os sólidos 3D camada por camada.

Magnetohidrodinâmica

Segundo o professor Edward Furlani, que ajudou a transformar o conceito básico em um equipamento, o princípio não é muito diferente daquele que ocorre em uma impressora jato de tinta - a grande diferença é a temperatura.

Tudo se baseia na magnetohidrodinâmica, isto é, na manipulação de fluidos condutores usando um campo magnético. Na impressora de Vader, um campo magnético pulsado eletricamente permeia o metal fundido na câmara de ejeção e cria uma corrente elétrica circulante que interage com o campo magnético. O resultado é uma pressão que ejeta o metal líquido por um bocal apropriado.

"É uma tecnologia que vira o jogo," disse Furlani. "Acredito que sua base de aplicações irá continuar se alargando e expandindo no futuro. É uma engenharia multidisciplinar muito entusiasmante."

"Acredito que, neste estágio, ela possa complementar a impressão de metais tradicional. Mas, no futuro, talvez daqui a uns 10 anos, ela poderá dominar o mercado de impressão metálica porque ela imprime mais rápido, mais barato e com melhor qualidade," disse o professor Chi Zhou, outro membro da equipe que ajudou a transformar a ideia de um estudante em uma indústria.