De acordo com pt.wedoany.com-O Centro de Tecnologias Aditivas (ЦАТ), subordinado à United Engine Corporation (ОДК), instalou em suas instalações uma impressora 3D de cerâmica industrial fabricada pela empresa "Ретех". O equipamento permite fabricar produtos cerâmicos com espessura de parede de até 15 mm, enquanto o limite anterior do processo era de 6 a 8 mm, acima do qual o risco de trincas aumentava significativamente.
Os motores de aviação avançados exigem, a cada geração, maior eficiência econômica e sustentabilidade ambiental. A melhoria dos parâmetros do ciclo termodinâmico requer o aumento da temperatura dos gases na saída da câmara de combustão. Somente com soluções estruturais que intensificam o resfriamento das paredes da câmara de combustão e das pás da turbina, é difícil alcançar um aumento significativo de temperatura. Por isso, é necessário introduzir ligas resistentes ao calor à base de níquel, ligas à base de titânio, ligas de níquel em pó e peças de materiais cerâmicos, juntamente com revestimentos protetores que aumentam a resistência ao calor para garantir a vida útil.
As tecnologias aditivas já são utilizadas na indústria para prototipagem rápida, permitindo reduzir o tempo de desenvolvimento de produtos e fabricar peças de geometria complexa que são difíceis de obter por usinagem, fundição ou forjamento. Por meio de otimização topológica, espessuras de parede variáveis, cavidades internas e projetos de múltiplas camadas, as peças podem ter seu peso reduzido em dezenas de pontos percentuais, mantendo resistência e vida útil. Essa tecnologia também aumenta a taxa de utilização de material, reduz resíduos e diminui a dependência de ferramentas e utensílios, permitindo rápida reconfiguração do equipamento.
O Centro de Tecnologias Aditivas é especializado no desenvolvimento de tecnologias de impressão 3D, com a missão de introduzir tecnologias aditivas na indústria de motores de aviação, na indústria aeroespacial e no sistema industrial geral da Rússia. Desde o verão deste ano, o centro obteve a qualificação de desenvolvedor de documentação de projeto, e seu escritório de projetos pode preparar documentos de forma independente conforme normas estaduais, além de realizar atividades de pesquisa, trabalhos de desenvolvimento experimental e produzir amostras experimentais e em série de peças de motores de aviação.
A cerâmica de engenharia é utilizada em situações onde outros materiais não suportam altas temperaturas, atrito ou ação química, mas a fabricação de peças cerâmicas de geometria complexa era considerada um desafio técnico grave. A tecnologia de impressão 3D de cerâmica adotada pelo centro baseia-se na estereolitografia, utilizando como material de impressão uma pasta espessa composta por fotopolímero líquido e pó cerâmico. A gama de materiais cerâmicos é ampla, permitindo conferir aos produtos alta resistência mecânica, dureza, resistência a altas temperaturas, condutividade térmica e outras propriedades desejadas.
Durante o processo de impressão, camadas de pasta cerâmica são aplicadas na plataforma e niveladas. Um laser ultravioleta varre seletivamente a camada de pasta conforme o programa correspondente à geometria do produto. Em seguida, a plataforma desce na espessura de camada definida e o fornecimento do próximo material é continuado. Após a conclusão da construção da peça, as partículas de pasta não polimerizada são removidas da superfície. No processamento subsequente, o fotopolímero que atua como aglutinante é queimado e, finalmente, a cerâmica é sinterizada a temperaturas entre 1400 e 1700 graus Celsius. A nova composição de material e o processo de tratamento térmico garantem a qualidade das peças.
Atualmente, os especialistas já estão exercitando neste equipamento a fabricação de ferramentas, peças e produtos por impressão 3D de cerâmica, incluindo machos para fundição de pás de motores de turbina a gás, bainhas termométricas, elementos filtrantes e cadinhos para fusão de ligas resistentes ao calor. O diretor-geral do Centro de Tecnologias Aditivas, Alexey Mazalov, afirmou que a tecnologia de impressão 3D de cerâmica é uma importante direção de substituição de importações, e o domínio dessa tecnologia contribuirá para o desenvolvimento da indústria de motores. Os produtos cerâmicos obtidos por esse método podem substituir ferramentas importadas em fundições e oficinas de tratamento térmico de diversos setores industriais. O uso de cerâmica permite introduzir novas soluções na fabricação de motores, incluindo a produção de machos para fundição de pás de motores e o aumento da resistência das peças a altas temperaturas.
Especialistas acreditam que a impressão 3D de cerâmica terá ampla aplicação na fabricação de motores de turbina a gás de pequeno porte, por exemplo, na produção de peças de dispositivos de bocal e rodas de turbina em cerâmica. As peças cerâmicas podem suportar temperaturas de até 1500 graus Celsius, mantendo a estabilidade geométrica e demonstrando resistência à corrosão e oxidação em altas temperaturas.
