Na indústria aeroespacial, a manufatura aditiva (AM) tem atraído muita atenção, especialmente os plásticos reforçados com fibra de carbono (CFRP) e a polimaterialização de metais, que é uma questão fundamental para reduzir o peso das peças estruturais e aumentar o valor agregado da AM usando Tecnologia de impressão 3D. O Departamento de Pesquisa de Engenharia e o Instituto de Ciências dos Fluidos da Escola de Pós-Graduação da Northeastern University anunciaram em 26 de maio de 2022 que desenvolveram em conjunto um material de ligação CFRP que pode ser colado diretamente em um substrato de metal laminado 3D com resistência ao cisalhamento igual à de a ligação adesiva atual.
A equipe de pesquisa conjunta de Keiichi Shirasu, Masayoshi Mizutani e Shigeru Obayashi, da Escola de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade de Tohoku e da JAMCO, adotou o método Selective Laser Melting (SLM) neste estudo.
Protuberâncias cilíndricas foram impressas em 3D na superfície da placa de liga de titânio. A estrutura da superfície das saliências cilíndricas pode efetivamente transferir a carga de cisalhamento para o crimpagem CFRP. O pré-impregnado de CFRP foi inserido entre a placa de liga de titânio impressa em 3D e a placa de CFRP, aquecida e prensada, e o material de ligação CFRP/liga de titânio foi fabricado com sucesso. As placas de CFRP e as saliências cilíndricas são unidas por pré-impregnados de CFRP inseridos nelas, que inibem a fratura (desgaste da interface) na interface CFRP/liga de titânio. A resistência ao cisalhamento é de 20,6 MPa, 64% maior que a do CFRP enxertado em placas de liga de titânio comercialmente disponíveis. Atingir um nível igual ou superior à colagem atual.
Esta pesquisa é o resultado de um programa de pesquisa líder da Agência Nacional de Desenvolvimento de Nova Energia e Tecnologia Industrial (NEDO) do Japão "para desenvolver colagem 3D multimaterial e tecnologia de moldagem ideal para obter maior confiabilidade do que a colagem existente no setor aeroespacial".
De acordo com a forma e as características do CFRP, a estrutura da superfície do metal é otimizada. Combinado com os resultados deste projeto, espera-se realizar o multimaterial de componentes práticos no futuro e obter a tecnologia de fabricação do produto que leva em consideração a flexibilidade de design e as características do material. Ao perceber o peso leve, reduz significativamente a geração de resíduos de processamento e o consumo de energia.
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