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Impressão 3D de metais amorfos | TRUMPF

Impressão 3D de metais amorfos

O novo Super Material na manufatura aditiva

Extremamente resistentes, mas ao mesmo tempo altamente elásticos: os metais amorfos, também conhecidos como vidros metálicos, são O Super Material em impressão 3D de inúmeras aplicações de alta tecnologia. Suas propriedades empolgantes possuem um enorme potencial para componentes inovadores nas áreas de tecnologia médica, aeroespacial, robótica, e-mobilidade ou no setor de estilo de vida.

O que são metais amorfos?

Os metais amorfos também são conhecidos como vidros metálicos e são talentos versáteis extraordinários. Porque embora tenham uma resistência extrema, são ao mesmo tempo altamente elásticos. Na verdade, duas propriedades opostas, a natureza única dos vidros metálicos torna isso possível. Os metais amorfos, ao contrário dos materiais cristalinos, não possuem uma estrutura de malha ordenada. Isto resulta de uma alta taxa de resfriamento do fundido. Isso evita que as partículas se organizem uniformemente no metal. O resultado: um corpo sólido amorfo, ou seja, não cristalino, no qual os átomos permanecem em um estado quase desordenado.

Quais são as vantagens dos vidros metálicos?

Alta dureza e resistência com alta elasticidade ao mesmo tempo: esta combinação única resulta em inúmeras vantagens na fabricação de componentes amorfos.

Comportamento isotrópico

Os componentes amorfos têm as mesmas propriedades materiais em todas as direções espaciais.  Isso resulta em muitas vantagens, por exemplo, na manufatura aditiva, uma vez que o espaço de instalação pode ser usado de forma otimizada em conexão com o alinhamento do componente.
 

Biocompatibilidade

Os componentes amorfos impressos em 3D são biocompatíveis e, portanto, predestinados para muitas aplicações de tecnologia médica. Os implantes amorfos podem ser adaptados individualmente ao físico do paciente.

Elasticidade

Os metais amorfos têm um alto ponto de escoamento combinado com um alongamento elástico de quase 2%. Isto resulta em inúmeras vantagens na produção de implantes, sensores ou juntas de corpo sólido, uma vez que a suspensão é significativamente melhorada.

Construção leve

Devido à alta resistência, os componentes feitos de metais amorfos podem ser mais finos, mais econômicos e, portanto, mais leves. Isto é particularmente importante na área da robótica ou da tecnologia médica, mas também no setor aeroespacial e da e-mobilidade.

Uso em ambientes muito frios

Os metais amorfos são dúcteis a baixa temperatura, o que significa que são excelentes para uso em aplicações a temperaturas extremamente baixas e mantêm suas propriedades. Portanto, esta classe de material é predestinada para a indústria aeroespacial.

Resistência ao desgaste

Os metais amorfos têm uma dureza muito alta e, portanto, um baixo desgaste, que é comparável à cerâmica. Esta propriedade é particularmente importante para componentes de grande tensão na fabricação de ferramentas e moldes, bem como em produtos de estilo, tais como relógios de alta qualidade.

Metais amorfos - 3 perguntas sobre o novo Super Material

Como os metais amorfos podem ser impressos em 3D?

TRUMPF e Heraeus AMLOY desenvolveram em conjunto um processo que funciona com um foco muito preciso e um volume de fusão extremamente pequeno. O calor é dissipado rapidamente. Desta forma, o tempo crítico de resfriamento de 200 Kelvin por segundo é alcançado: um implante adaptado individualmente e solidificado de forma amorfa cresce a partir do leito de pó.

Quais os benefícios dos metais amorfos para os implantes?

Uma vez que os vidros metálicos não possuem grades de cristal, eles se comportam de maneira completamente diferente dos outros metais. Eles são extremamente fortes, altamente elásticos e muito resistentes ao desgaste ao mesmo tempo. Assim, os implantes feitos de metais amorfos também podem resistir extraordinariamente às enormes tensões no corpo humano. Isto não inclui apenas golpes ou choques. O osso da mandíbula é submetido regularmente a estresse permanente ao morder e mastigar; uma costela pode suportar cerca de oito milhões de movimentos respiratórios por ano.

Por que os vidros metálicos são particularmente adequados para a impressão de ossos em 3D?

As ligas amorfas têm um módulo de elasticidade próximo ao do osso humano. Isto é de enorme vantagem para o processo de cura e para a resiliência da parte do corpo anteriormente enfraquecida. Ao mesmo tempo, as ligas são resistentes à corrosão e certificadas como biocompatíveis.

Ligas metálicas amorfas - 4 propriedades em foco

Heraeus AMLOY desenvolveu ligas inovadoras que são ideais para a produção de  implantes  inovadores, entre outras coisas. Ligas à base de zircônio como Amloy-ZR01 e Amloy-ZR02 já estão disponíveis. Este último já é um material biocompatível certificado de acordo com a ISO 10993-5 e ISO 10993-12.  Além disso, o titânio é considerado um material para componentes médicos, tais como implantes ósseos ou marcapassos. A pesquisa atual sobre ligas de titânio para uso em tecnologia médica é muito promissora. Quer titânio ou zircônio - ligas amorfas têm propriedades diferentes e são, portanto, particularmente vantajosas para aplicações específicas.

 
Quais aplicações amorfas existem?

De relógios de estilo à tecnologia médica e construção leve: metais amorfos abrem novas possibilidades de aplicação para um grande número de setores e indústrias. Uma grande vantagem principal vem da combinação de impressão 3D e vidros metálicos. Descubra!

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Quais aplicações amorfas existem?

De relógios de estilo à tecnologia médica e construção leve: metais amorfos abrem novas possibilidades de aplicação para muitos setores e indústrias. Porque através da combinação de impressão 3D e vidros metálicos, uma coisa acima de tudo pode ser alcançada: o material pode ser perfeitamente processado e as melhores estruturas com superfícies lisas são geradas. Aplicações que requerem alta resistência à corrosão e ao desgaste podem ser implementadas de maneira ideal. 

Tecnologia médica

Com metais amorfos, a tecnologia médica obtém exatamente o que procura: os materiais perfeitos para a fabricação de bisturis duráveis ou instrumentos minimamente invasivos. Mas os metais amorfos também desempenharão no futuro um papel importante no corpo humano - como implantes.

Produtos de Estilo

Superfícies polidas de alta qualidade e resistência a arranhões dão aos produtos de estilo aquele certo "algo a mais". São, portanto, essenciais para a eletrônica de consumo, relógios e joias de alta qualidade.

Indústrias em geral

Através do método aditivo,  muitos componentes fabricados industrialmente podem ser produzidos "como um todo". Isto significa que os componentes não têm que ser fabricados individualmente e depois montados.

Com essas máquinas, você pode imprimir de forma amorfa - mesmo em série

Por que a impressão em 3D e os metais amorfos são uma verdadeira equipe de sonho: leia aqui como os sistemas TruPrint da TRUMPF e os pós de alta pureza, especialmente otimizados da Heraeus AMLOY trabalham juntos perfeitamente.

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Com essas máquinas, você pode imprimir de forma amorfa - mesmo em série

Um verdadeiro dream team: impressão 3D e metais amorfos Ou dito de outra forma: os sistemas TruPrint da TRUMPF e os pós de alta pureza, especialmente otimizados da Heraeus AMLOY. Porque as TruPrint 1000 e 2000 são particularmente adequadas para impressão de metais amorfos .O pequeno diâmetro do raio permite a mais alta qualidade superficial. Isto simplifica ou mesmo elimina a necessidade de tratamento posterior das aplicações. O pó em excesso pode ser processado “inerte” para o processo de construção posterior, ou seja, sob gás de proteção. Isto protege o material de influências nocivas como o oxigênio, que reage rapidamente com vidros metálicos. Com um raio de diâmetro de 55 µm, o laser cria um pequeno banho de fusão. O calor é dissipado rapidamente e a taxa crítica de resfriamento de 200 Kelvin por segundo é mantida. O metal não pode se cristalizar desta forma. Na TruPrint 2000, dois lasers de 300 watts iluminam até mesmo todo o espaço de instalação em paralelo. Desta forma, os componentes amorfos podem ser produzidos em série de uma maneira produtiva e de alta qualidade. Graças ao Condition Monitoring, ao monitoramento do leito de pó  e ao Melt Pool Monitoring, as falhas no processo também podem ser detectadas em um estágio inicial. Uma coisa coerente.

Pergunte ao Expert: nosso especialista em materiais, Christian Schauer, explica

Christian Schauer apresenta o novo grupo de materiais de vidros metálicos e suas propriedades e aplicações especiais.

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