A fabricação de produtos de titânio e suas ligas usando métodos tradicionais continua sendo uma tarefa tecnológica complexa que requer muito tempo e dinheiro. Cientistas da South Ural State University desenvolveram uma nova tecnologia universal para a fabricação de peças de liga de titânio usando tecnologias aditivas. A nova tecnologia permitirá economias significativas em usinagens futuras. Um artigo sobre o estudo foi publicado em Materiais .

O titânio é amplamente utilizado na engenharia mecânica e na aviação devido à sua resistência. Contudo, em maior medida, a produção de fundição tradicional é usada para a fabricação dessas peças. O uso de tecnologias aditivas parece representar uma direção muito promissora, uma vez que pode produzir produtos de formas geométricas complexas a partir do titânio e suas ligas com relativamente pouca usinagem subsequente.

“A produção de peças por fundição é um processo tecnológico muito complexo. Deve ser produzida em atmosfera controlada (sob vácuo ou em ambiente de gás protetor) para evitar a interação do titânio fundido com o oxigênio e nitrogênio do ar. E mais a usinagem de tais peças requer certas condições e equipamentos; portanto, é notável por seu alto custo. O uso de tecnologias aditivas parece ser uma direção muito promissora, uma vez que pode permitir a criação de produtos de formas geométricas complexas a partir do titânio e suas ligas com pouca usinagem. Isso reduzirá significativamente o preço do produto acabado, "explica a professora do SUSU Marina Samodurova, doutor em ciências técnicas.

O objetivo do trabalho de cientistas da South Ural State University em conjunto com especialistas do Composite JSC foi desenvolver uma tecnologia para a fabricação de peças de ligas de titânio empregando uma combinação de duas tecnologias de manufatura aditiva:fusão a laser seletiva (SLM) e deposição direta de metal (DMD ) processos. O trabalho da SUSU foi desenvolver uma tecnologia para a produção de elementos estruturais a partir de ligas de titânio em pó, implementando o método DMD em blanks feitos com processos SLS.

Como parte do trabalho do Laboratório Internacional de Mecânica, Processos de laser e tecnologias de produção digital, A SUSU realizou um estudo da estrutura e microdureza de peças fabricadas em ligas de titânio utilizando equipamentos de laboratório de alta precisão.

“A análise da composição química de várias peças feitas por revestimento a laser, a análise da uniformidade da composição química na altura do produto, bem como a composição dos componentes estruturais individuais. Todas as amostras examinadas têm uma microestrutura característica do estado endurecido de ligas de titânio bifásicas, o que significa que eles têm a resistência e dureza necessárias que são exigidas de tais produtos, "diz Marina Samodurova.

Durante o experimento, foi tomada uma decisão tecnológica sobre a proteção térmica externa da câmara de processo. Esta pequena atualização do sistema de superfície a laser FL-Clad-R-4 padrão evitou rachaduras das peças obtidas após o resfriamento. Os cientistas obtiveram produtos com bom desempenho em termos de características de resistência. Os resultados do experimento mostraram que peças feitas de titânio e ligas de titânio obtidas por meio de tecnologias aditivas podem ser utilizadas com sucesso em engenharia mecânica e aviação, pois possuem excelente confiabilidade e uma grande margem de segurança.