Como a manufatura aditiva torna possíveis materiais "impossíveis"

A NASA fez história na aviação em 2014 com o primeiro e segundo voos bem-sucedidos de um avião movido a jato scramjet em velocidades hipersônicas - Mach 5, ou cinco vezes a velocidade do som. NASA

Falei com um empresário da AM há alguns dias. Vou chamá-lo de Bob. O cara não era apenas um cérebro, mas divertido de conversar. Alguém que ria muito e claramente gostava do que estava fazendo.

Trabalho de Bob? Construir partes impossíveis a partir de materiais igualmente impossíveis. Uma pequena pesquisa revelou que ele não é o único a percorrer o caminho "impossível". E por causa dele e de seus companheiros de viagem, AM e materiais impossíveis, o mundo será um lugar muito diferente em uma ou duas décadas.

Os materiais são chamados de metais refratários. Coisas elementares como tungstênio, molibdênio e nióbio. Metais tão fortes, duros e resistentes ao calor que são quase impossíveis de usinar. Imprimí-los, no entanto, aparentemente não é grande coisa.

Eu sei por experiência própria como esses materiais são ruins para cortar, porque antigamente cada pedaço de liga à base de níquel, aço endurecido ou metal refratário que entrava pela porta era imediatamente levado para a minha máquina. (Acho que meu chefe não gostou de mim.)

Um deles era tântalo. Tem um ponto de fusão de 3.017°C (5.463°F), mais que o dobro do Inconel X750, um favorito da indústria de motores de turbina a gás. Eu não sabia disso na época. O que eu sabia é que perdemos a bunda no trabalho, porque passei meia dúzia de inserções em cada peça.

Bob, por outro lado, aparentemente pode imprimir peças de turbina em 3D a partir de tais materiais refratários com relativa facilidade. Na verdade, ele me mostrou alguns deles. Eles são lindos.

Por que isso é importante? Não sou engenheiro de turbinas a gás, mas entendo que quanto mais quente você operar uma, mais eficiente ela se tornará. É por isso que os fabricantes gastam tanto tempo e dinheiro cortando canais de resfriamento nas pás das turbinas. Isso permite que eles girem mais rápido e atinjam temperaturas mais altas sem derreter. (Coisas ruins acontecem quando as pás da turbina derretem.) Mas com AM, fazer todos esses canais de resfriamento é moleza, assim como geometrias que pessoas como Bob ainda não imaginaram.

Bob tem um contrato com a NASA. Eles estão trabalhando no próximo scramjet. Se for bem-sucedido, promete velocidades de Mach 15, ou 11.509 mph. Imagine voar de Nova York a Los Angeles em 12 minutos. Mal haveria tempo para uma cerveja, muito menos um sanduíche.

Mais importante, isso significa que alcançar a órbita da Terra se tornaria muito mais barato, trazendo viagens espaciais de baixo custo muito mais próximas da realidade. E essa é apenas uma das muitas aplicações para metais refratários.

Como eu disse, graças à impressão 3D, o mundo pode ser um lugar muito diferente em breve.