Pesquisadores conseguiram fabricar em 3D um cristal metálico de um metro de altura.
Quando ouvimos a palavra « cristal », geralmente pensamos em um diamante ou em uma pedra preciosa. No entanto, os metais também são compostos por cristais. Em uma peça metálica comum, encontramos uma infinidade de pequenos grãos cujos átomos não estão orientados da mesma maneira.
Amostras metálicas fabricadas por impressão 3D: nióbio, tungstênio, molibdênio e liga de molibdênio-nióbio. As fotografias são acompanhadas por mapas coloridos que mostram a orientação de sua estrutura cristalina.
As fronteiras entre esses grãos podem se tornar zonas frágeis, especialmente quando um metal é submetido a altas temperaturas ou a esforços prolongados. Um monocristal, por outro lado, possui a mesma organização dos átomos em toda a sua estrutura. Assim, ele pode apresentar propriedades muito interessantes para determinadas peças técnicas.
O problema é fabricar esses cristais em grandes dimensões. Com os métodos habituais, seu crescimento precisa ser cuidadosamente controlado e as formas possíveis continuam limitadas. Por isso, os pesquisadores escolheram outro caminho: construir o metal progressivamente, camada após camada, como em uma impressora 3D.
O método deles baseia-se em um aquecimento muito preciso. Em vez de aquecer o metal de maneira constante, o aparelho alterna diferentes aportes de calor e utiliza impulsos. Essa forma de operação controla a pequena zona de metal fundido que se solidifica.
A equipe conseguiu, assim, produzir uma estrutura de liga de titânio com cerca de um metro de altura e alguns centímetros de largura. Apesar de suas dimensões, os átomos conservam nela uma organização cristalina comum. O resultado é um cristal único de tamanho extraordinário.
Os pesquisadores também mostraram que seu processo podia funcionar com outros metais difíceis de trabalhar, especialmente o tungstênio e o molibdênio. Esses materiais resistem a temperaturas muito elevadas, mas sua fabricação em formas complexas frequentemente exige muito esforço.
Por que buscar peças desse tipo? Alguns motores e equipamentos industriais utilizam componentes submetidos ao calor e a grandes tensões. Poder fabricar monocristais com formas determinadas poderia melhorar sua resistência e abrir novas possibilidades de projeto.
Por enquanto, essa técnica continua sendo uma demonstração de laboratório. Será necessário verificar seu desempenho em peças reais, sua regularidade e seu custo antes de considerar uma fabricação industrial em grande escala.