SP Diário
Pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) criaram uma nova liga metálica com propriedades mecânicas superiores, que apresenta alta resistência e ductilidade, ou seja, a capacidade de se alongar sem se romper.
Conforme informações da Fapesp, agência responsável pelo financiamento da pesquisa, o projeto ocorreu na Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp. Ele endereça um desafio recorrente na engenharia de materiais: a dificuldade das ligas robustas em manter a capacidade de formar fios de diversos diâmetros sem comprometer sua integridade estrutural durante o alongamento.
O artigo resultante do estudo foi publicado na revista Additive Manufacturing e destaca que a nova liga tem potencial para aplicações significativas em próteses médicas e componentes aeroespaciais.
Coordenada pelo professor Rubens Caram Junior, especialista em engenharia de materiais no Departamento de Engenharia de Manufatura da Unicamp, a pesquisa envolveu a combinação controlada de duas ligas metálicas de titânio com características diferentes.
A liga Ti-5553 é reconhecida por sua alta resistência mecânica e já é utilizada em componentes aviônicos, enquanto a Ti-42Nb possui maior capacidade de deformação sem tornar-se excessivamente rígida, incluindo nióbio em sua composição e sendo frequentemente utilizada em biomateriais.
A partir dessas duas ligas, os pesquisadores desenvolveram um equipamento nacional “híbrido” que permite a alternância automática entre diferentes ligas durante o processo produtivo.
A fabricação utilizou a técnica conhecida como Powder Bed Fusion (PBF-LB), que emprega um feixe laser para fundir partículas microscópicas de pó metálico camada por camada, sendo cada uma com aproximadamente 300 micrômetros de espessura, visíveis apenas sob microscopia eletrônica.
Os testes indicaram que o material possui resistência à tração em torno de 800 MPa, considerada bastante robusta, além de um alongamento superior a 10%.
Após diversos tratamentos térmicos realizados na nova liga, observou-se um aumento adicional na resistência. Isso possibilitou ajustes no desempenho do material, permitindo que suas propriedades mecânicas variem dependendo da direção da força aplicada.
As consequências tecnológicas são promissoras tanto para o setor médico quanto para a aviação nacional.
No que diz respeito à Ti-5553, que já é utilizada em trens de pouso de aeronaves, substituir componentes metálicos tradicionais por titânio pode reduzir o peso das aeronaves e aumentar sua eficiência energética, visto que o titânio possui densidade significativamente menor que a do aço.
No campo médico, essa nova liga pode ser aplicada em próteses ortopédicas capazes de absorver impactos consideráveis ao mesmo tempo que minimizam a carga mecânica sobre os ossos.
As próteses elaboradas com essa liga podem ter variações na rigidez ao longo da peça: mais rígidas em algumas regiões e mais flexíveis em outras, imitando assim o comportamento dos ossos humanos.
Outra característica inovadora dessa liga é sua capacidade de ser ajustada “sob demanda”, permitindo precisão para aplicações específicas.
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