Exemplo de Uso do Analisador de Imagens de Partículas Morphologi 4 e do Reômetro de Pó FT4: Entrevista com o Professor Yanagiya da Universidade de Hyogo

Entrevistamos o Professor Yanagiya, do Centro de Pesquisa de Materiais Metálicos da Universidade de Hyogo. O centro introduziu o Analisador de Imagens de Partículas Morphologi 4 e o Analisador de Fluxo de Pó FT4. Neste artigo, discutimos as pesquisas que o professor está realizando, como os dispositivos são utilizados, e as atividades do Consórcio Hyogo Metal Belt.

Conversamos com o Professor Yanagiya sobre suas pesquisas atuais.

Tecnologias de impressão 3D frequentemente utilizam o método de cama de pó a laser. Pesquisamos materiais de pó de metal utilizados nesse processo. Materiais para o método de cama de pó a laser são principalmente produzidos por atomização a gás, conhecida por suas partículas esféricas e boa fluidez, sendo um padrão na indústria para impressoras 3D.

Por outro lado, os materiais produzidos por atomização em água podem ser mais baratos, já que a atomização em água tem sido usada no campo da sinterização com boa produtividade. Para a popularização da impressão 3D, acreditamos que materiais de custo reduzido são cruciais.

Por acaso, ao analisar o pó da Epson Atmix, percebemos partículas esféricas semelhantes às produzidas por atomização a gás, tornando-o potencialmente utilizável para impressão 3D. Ao comparar com os materiais atuais, notamos uma semelhança que permitiu seu uso bem-sucedido na cama de pó a laser, marcando o início dessa aplicação.

Investigamos que materiais de atomização em água são principalmente produzidos para MIM (Moldagem por Injeção de Metais), visando superfícies de boa qualidade transformadas em partículas esféricas, permitindo seu uso no método de cama de pó a laser.

Fomos apresentados a formações com pós de atomização em água: um exemplo de formação de engrenagem planetária em que seis engrenagens rotacionam, uma característica das formações 3D.

Como os dispositivos da Malvern Panalytical são utilizados em sua pesquisa?

O Analisador de Imagens de Partículas Morphologi 4 nos permite capturar imagens para verificar a forma das partículas ao adotar materiais de atomização em água.

Além disso, através das atividades do Consórcio Hyogo Metal Belt entendemos a necessidade de medir as propriedades de outros materiais em pó. Materiais criados por métodos como fusão a plasma também são submetidos a análise por sua conformidade quase esférica, tornando-se necessário usar Morphologi para dados detalhados da forma das partículas.

A razão para usar o Analisador de Fluxo de Pó FT4 foi a avaliação da fluidez dos pós atomizados em água, geralmente de menor tamanho e inadequados para testes de fluidez JIS. O FT4 realiza medições quantitativas de cisalhamento e resistência viscosa para avaliação de fluidez. Este recurso é atraente, permitindo confirmar o nível de fluidez e sendo de grande interesse para empresas parceiras no consórcio.

Quais são suas impressões sobre o uso de nossos dispositivos?

No passado, equipamentos de análise de imagem como Morphologi 4 tinham a reputação de serem demorados. Comparados aos métodos de difração a laser, eram consideravelmente mais lentos. No entanto, com os avanços no processamento de computadores, o tempo de medição diminuiu. Também, o aparelho é intuitivo, com extensa capacidade de análise de imagens, adequando-se à atividade consorciada. Após a introdução, empresas expressaram interesse imediato no equipamento. O fato de exigir pouco pó para a medição é um benefício destacado.

Com materiais para o método de cama de pó a laser, informações sobre fluidez e forma das partículas são vitais. O FT4 quantifica a fluidez com diversos parâmetros, permitindo comparações entre diferentes pós. O FT4 facilita a obtenção de dados sobre a superfície das partículas, que podem ser correlacionados com dados de forma de partículas medidos pelo Morphologi 4. Ambas as unidades formam um conjunto de análise atraente. Os resultados serão apresentados na World PM2024 (Yokohama) e na formnext2024 em novembro, na Alemanha.

Sobre suas futuras pesquisas e atividades do Consórcio Hyogo Metal Belt.

Principalmente, continuarei com pesquisas sobre atomização em água no método de cama de pó a laser. As atividades do consórcio começaram com a ideia de iniciar pesquisas a partir do pó e não apenas do formato impresso. Atualmente, conduzimos pesquisas sobre materiais variados como atomização a gás, água, e fusão a plasma.

Por exemplo, o método de fusão a plasma permite a criação de materiais compostos. Consultamos empresas para experimentar novos pós em impressão 3D, valorizando a necessidade futura de investigar propriedades como fluidez e forma.

Entender as novas composições de ligas desenvolvidas neste centro é crucial para expandir as possibilidades dos materiais.

Sobre o Consórcio Hyogo Metal Belt

Na costa do Mar Interior de Seto, acumulam-se técnicas destacadas de fabricação e processamento de materiais metálicos, formando o “Hyogo Metal Belt”. Para adicionar valor à indústria, o “Centro de Pesquisa de Novos Materiais Metálicos” foi estabelecido. Tem como objetivo promulgar o uso de pó metálico para próximas gerações e tecnologias de formação em 3D, com suporte para PMEs inovadoras. O consórcio dá consultoria técnica e gerencial, realiza pesquisas colaborativas e oferece seminários e workshops, além de oferecer eventos de matching de inovações.

Site do Consórcio Hyogo Metal Belt

Contato: kinzoku@eng.u-hyogo.ac.jp

Entrevistado

Consórcio Hyogo Metal
Centro de Pesquisa de Novos Materiais Metálicos, Universidade de Hyogo
Vice-diretor e Professor Associado
Professor Akihiko Yanagiya

Perfil
Ingressou na Sanyo Special Steel Co., Ltd. em 1981, envolvido na operação da produção de pó metálico. Progrediu para Professor na Universidade de Hyogo em 2018 e foi Professor Convidado na Universidade de Osaka em 2019. Dedica-se à pesquisa, desenvolvimento e comercialização de pós metálicos. Diretor da TRAFAM de 2016-2021. Fundou o Consórcio Hyogo Metal Belt em 2019, agora atuando como Vice-diretor no centro e Vice-presidente no consórcio, promovendo a pesquisa e desenvolvimento de impressão 3D metálica. Comendado com o Prêmio de Tecnologia da Sociedade de Metais do Japão em 2010 e o Prêmio de Realização Técnica da Associação de Metalurgia de Pó e Cerâmica em 2022.