Ligas de Metal Atomizadas

O aço é o material mais utilizado em praticamente todas as indústrias devido ao seu baixo custo, elevadas propriedades mecânicas e ampla gama de tratamentos térmicos que permitem adaptar o material a diferentes finalidades. O processo de atomização do aço é um dos mais simples e equilibrados em termos de qualidade, rendimento e estabilidade. As suas características permitem que seja utilizado como material de referência no processo de atomização ultrassónica. A distribuição do pó é muito homogénea, com uma gama estreita de partículas metálicas, o que é altamente desejável para determinados métodos de fabrico.

Ligas atomizadas na ATO:

O titânio é um dos materiais mais promissores do século XXI, apresentando uma das maiores relações resistência/densidade e excelente resistência à corrosão. Tal como o aço, pode ser facilmente atomizado através da atomização ultrassónica. O processo pode ser bastante estável, o que confere um elevado potencial de automatização. Considerando o elevado preço das ligas de titânio e dos seus pós, a atomização ultrassónica apresenta uma das melhores perspetivas comerciais. No entanto, um dos principais desafios é a elevada taxa de absorção de oxigénio e azoto, que impõe requisitos adicionais às condições do processo de atomização.

Ligas atomizadas na ATO:

As ligas à base de níquel são amplamente utilizadas na indústria aeroespacial devido à sua resistência a altas temperaturas e à corrosão, combinadas com boa ductilidade e resistência mecânica. A atomização deste material é bastante estável, semelhante ao aço e ao titânio. A absorção de oxigénio é excecionalmente baixa e o material apresenta elevada homogeneidade. Devido a estas vantagens, a atomização ultrassónica é considerada um método eficiente para a reciclagem de sucata. Algumas empresas internacionais poderão ter interesse em implementar esta tecnologia para reduzir a sua pegada de carbono e melhorar a classificação ESG.

Ligas atomizadas na ATO:

O alumínio é uma das ligas não ferrosas mais utilizadas, devido à sua baixa densidade, resistência relativamente elevada e boa resistência à corrosão. A atomização do alumínio e das suas ligas é um desafio devido a várias limitações. Contudo, o pó resultante cumpre os requisitos da maioria das impressoras 3D, com uma esfericidade de 0,93 e um diâmetro equivalente médio de cerca de 50 µm. Um dos principais desafios do alumínio é a sua afinidade com o oxigénio, que cria uma elevada tensão superficial entre o metal fundido e a ponta da sonotrodo, reduzindo a zona de contacto. Além disso, pode permanecer uma fina camada na superfície do pó. Estudos demonstram que o uso de frequências mais elevadas permite estabilizar o processo de atomização, com mínima intervenção do operador.

Ligas atomizadas na ATO:

O magnésio é o material estrutural mais leve, com boa resistência e a maior relação resistência/peso entre as ligas metálicas. As ligas de magnésio são utilizadas quando a redução de peso é uma prioridade. A atomização do magnésio é desafiante, mas com otimização é possível obter pós com elevada esfericidade. Geradores piezoelétricos de alta frequência podem estabilizar ainda mais o processo. Importa salientar que a rápida oxidação das ligas de magnésio também afeta o pó atomizado. Sendo altamente reativo, o pó de magnésio exige sistemas avançados de revestimento, como os do ATO Lab Plus, que aumentam significativamente a segurança do processo.

Ligas atomizadas na ATO:

Este grupo inclui materiais extremamente resistentes, difíceis de fabricar e moldar por tecnologias convencionais. Os mais comuns são o tungsténio, o molibdénio e o tântalo. A atomização ultrassónica permite produzir pó fino adequado para a maioria das aplicações. A 3D Lab desenvolveu soluções dedicadas para reduzir o desgaste da câmara de trabalho, um problema comum nestes materiais. O processo de atomização é estável e pode ser parcialmente automatizado.

Ligas atomizadas na ATO:

O ouro, a platina e a prata podem ser atomizados com sucesso para produzir pós metálicos finos. Isto abre novas possibilidades de design, onde apenas a imaginação do criador é o limite. Com o sistema ATO Noble, é possível atingir uma produção sem desperdício, um fator crucial na indústria da joalharia. Além disso, a composição química mantém-se inalterada após a atomização, garantindo a conformidade com os padrões de metais preciosos.

Ligas atomizadas na ATO:

O cobre e as suas ligas são reconhecidos pela excelente condutividade elétrica e térmica. Apresenta elevada resistência à corrosão e é considerado um material semiprecioso. Apesar da baixa temperatura de fusão, o cobre exige correntes elétricas mais elevadas no processo. Ainda assim, o pó resultante apresenta esfericidade e homogeneidade notáveis. No caso das ligas de latão com zinco, a atomização pode ser complicada devido à libertação de fumos a altas temperaturas, exigindo uma otimização cuidadosa dos parâmetros.

Ligas atomizadas na ATO:

As ligas de alta entropia estão a ser desenvolvidas em muitos centros de investigação. Estudos indicam que algumas HEA apresentam melhores relações resistência/peso, maior resistência à fratura, à tração, à corrosão e à oxidação, quando comparadas com ligas convencionais. A atomização destas ligas depende fortemente da sua composição química. Materiais fáceis de fundir e com baixa tensão superficial são mais simples de atomizar. Dependendo da composição, é necessário selecionar cuidadosamente o material do núcleo da ponta de fusão.

Ligas atomizadas na ATO:

Para além dos metais comuns, foi possível atomizar metais usados na indústria de semicondutores, como o MoS₂, entre outros. Obtiveram-se pós esféricos em quantidades laboratoriais, processáveis por técnicas específicas de fabrico aditivo. Também foram obtidos resultados com alguns vidros metálicos a granel de zircónio, embora em pequenas quantidades. Outros materiais fusíveis e soldáveis podem ser atomizados através da escolha criteriosa dos parâmetros de processo. Considerando fatores como temperatura de fusão, afinidade com o oxigénio e requisitos de composição química, é possível definir as condições ideais de atomização.

Ligas atomizadas na ATO: