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Treliça de titânio é 50% mais forte que ligas usadas em foguetes

Em inovação que pode revolucionar a engenharia aeroespacial e até mesmo próteses ósseas, cientistas criaram liga ultra leve e resistente ao reforçar treliças

29 fev 2024 - 20h30
(atualizado em 1/3/2024 às 10h36)
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Engenheiros do Instituto Real de Tecnologia de Melbourne (RMIT) criaram um novo tipo de treliça impressa em 3D com propriedades super leves e fortes ao mesmo tempo — o truque foi atingido ao eliminar pontos fracos da estrutura complexa por meio da junção entre dois tipos de treliça diferentes.

Foto: RMIT University / Canaltech

A tecnologia é 50% mais forte do que a liga WE54, usada em engenharia aeroespacial, e começou a ser desenvolvida com base em designs de treliças com suporte oco — estas inspiradas em vitórias-régias de ramo oco — e corais organ pipe. A equipe buscou, então, reduzir a concentração de estresse nos nós, pontos onde os suportes se encontram.

Na foto aproximada, é possível ver as seções reforçadas na parte oca da treliça ultra forte (Imagem: RMIT University)
Na foto aproximada, é possível ver as seções reforçadas na parte oca da treliça ultra forte (Imagem: RMIT University)
Foto: Canaltech

Na maioria dos designs de treliça, menos da metade do material suporta a carga compressiva, com a maior parte do volume material não tendo impacto na estrutura. Para que o estresse fosse distribuído adequadamente, reforços foram aplicados cuidadosamente.

Fabricando treliças mais fortes

As treliças tubulares tradicionais foram reforçadas pelos cientistas ao colocar uma segunda treliça sobre a primeira na forma de uma seção cruzada em "X" que passa por entre os tubos e nós. Testes de compressão comprovaram a melhor distribuição de carga no novo design.

Embora complexo, o formato pode ser fabricado facilmente com uma impressora 3D de fusão seletiva a laser, e é 50% mais forte do que a liga de magnésio WE54.

Na imagem da esquerda, os pontos vermelhos indicam onde a pressão é exercida desproporcionalmente — na direita, a distribuição mais efetiva do novo design (Imagem: RMIT University)
Na imagem da esquerda, os pontos vermelhos indicam onde a pressão é exercida desproporcionalmente — na direita, a distribuição mais efetiva do novo design (Imagem: RMIT University)
Foto: Canaltech

Ele pode ser impresso em tamanhos que vão de milímetros a metros, e pode aguentar até 350 ºC em magnésio, mas isso pode subir a 600 ºC caso o material seja um liga de titânio resistente a calor.

A expectativa é que a nova treliça seja útil em campos onde força e leveza sejam fundamentais, como aviação e foguetes aeroespaciais, bem como implantes ósseos médicos, onde a estrutura parcialmente oca pode ser preenchida com células do osso enquanto ele cresce novamente, se fundindo ao corpo humano.

Fonte: RMIT University, Advanced Materials

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