Manufatura aditiva (AM), também conhecida como impressão 3D, é o processo de construção de estruturas ou componentes tridimensionais desde o início, geralmente camada por camada. Trata-se de um processo de fabricação cada vez mais popular, mas para ser bem-sucedido, requer uma caracterização cuidadosa das matérias-primas dos componentes, como pós metálicos e pós de polímeros. Para satisfazer essa necessidade, a Malvern Panalytical oferece soluções de caracterização que abrangem muitos dos principais processos e materiais de AM usados, incluindo:


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Por que a caracterização do material é importante?

As propriedades de um componente fabricado aditivamente dependem muito da microestrutura subjacente. Isso, por sua vez, depende das propriedades das matérias-primas (metais, polímeros) e das condições de processo utilizadas. Em processos fixos, a maior fonte de variação vem dos materiais. Propriedades inconsistentes do material resultarão em propriedades inconsistentes do componente acabado. Para produzir componentes de fabricação de aditivos de qualidade consistente, é fundamental que os fabricantes entendam e otimizem as características.  de seus pós metálicos, pós de polímero ou outros materiais, como cerâmicas e resinas de polímero.

Quais características são importantes?

Isso depende do processo de manufatura aditiva usado e do tipo de material utilizado. Por exemplo, em processos de leito de pó de metal, como jateamento de aglutinante e fusão de leito de pó, o tamanho e a forma das partículas são essenciais porque afetam o fluxo e a embalagem do pó. A análise química também é muito importante nesses processos, especialmente para pós metálicos, pois o pó precisa estar em conformidade com a composição da liga do material especificado, o que pode afetar as propriedades da peça acabada. 

A estrutura cristalográfica é outra característica importante para os metais, pois os ciclos rápidos de aquecimento-resfriamento usados em determinados processos de AM podem induzir alterações de fase e gerar tensões residuais, que podem afetar propriedades mecânicas, como a vida de fadiga. Finalmente, para materiais de polímero, que são usados em vários processos de fabricação de aditivos, a estrutura polimérica (ramificação, cristalinidade) pode afetar propriedades líquidas e sólidas, incluindo viscosidade, módulo e propriedades térmicas. 

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Quais soluções a Malvern Panalytical oferece?

Para apoiar fabricantes de aditivos com caracterização de material, oferecemos várias ferramentas analíticas. Para análise do tamanho e da forma das partículas, oferecemos Mastersizer 3000 e Morphologi 4, instrumentos de bancada com alto nível de automação. O Mastersizer 3000 usa difração a laser para medir a distribuição do tamanho das partículas. Essa técnica também pode ser realizada on-line usando nosso instrumento Insitec. Para a análise de forma de partículas, o sistema automatizado de formação de imagens Morphologi 4 usa uma câmera digital para capturar imagens 2D de alta qualidade de partículas dispersas e fornece informações específicas sobre tamanho e forma de partículas.

Para análise elementar, oferecemos soluções de fluorescência de raios X (FRX), disponíveis nas variantes de chão (Zetium) e bancada (Epsilon), dependendo dos requisitos da aplicação. Além disso, para apoiar a análise estrutural e cristalográfica, a difração de raios X (DRX) é nossa principal solução, que também oferecemos em sistemas de chão (Empyrean) e bancada (Aeris). Por fim, para determinar o peso molecular e a estrutura dos materiais poliméricos, o Omnisec é nossa principal solução, usando cromatografia de permeação em gel.

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