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O motor de microturbina impresso em 3D desenvolvido pelo Technion - Instituto de Tecnologia de Israel e software PTC ... [+] visto aqui em um corte mostrando a estrutura interna.

Um aspecto de como funciona a impressão 3D industrial que é difícil de entender no início é sua capacidade de construir peças dentro de outras peças. Uma impressora 3D de metal cria um objeto em uma camada horizontal da espessura de um fio de cabelo de cada vez. Então imagine a impressão 3D de um item como uma corrente. É construído já ligado em círculos completamente sólidos. Em contraste, na fabricação tradicional, os elos individuais são primeiro retos, depois dobrados e unidos um de cada vez, o que é mais lento, mais trabalhoso e tem pontos fracos em cada elo. É o mesmo antigo princípio de fabricação de joias e correntes que seguram as âncoras dos navios da marinha.

A capacidade da impressão 3D de fabricar objetos, como uma corrente já ligada, está mudando a forma como as coisas sempre foram fabricadas. Ele oferece aos engenheiros uma nova liberdade de design, sem restrições das limitações da fabricação tradicional.

Para levar esse ponto para casa, usando uma peça impressa em 3D muito mais complexa do que um elo de corrente, a empresa de software PTC exibiu um motor a jato totalmente impresso em 3D - em uma peça - em seu evento de lançamento de produto da empresa no mês passado em Boston, Massachusetts.

Impresso em 3D em Iconel, este motor microturbina de 8 libras, mostrado aqui aberto para revelar as estruturas internas, pode ser o futuro dos UAVs mais econômicos.

O Conjunto do Motor Nascido Totalmente Montado

O motor de microturbina pesa cerca de oito libras e é impresso em 3D como um único componente, incluindo todas as partes rotativas e estacionárias, tudo de uma vez. Embora pareça sólido por fora, por dentro há estruturas de treliça para minimizar o peso e canais para permitir o fluxo de ar e combustível. Uma microturbina típica, por outro lado, contém mais de 33 peças que são usinadas individualmente e depois montadas.

"Realmente não há outros componentes necessários para este motor funcionar além da carcaça", diz Steve Dertien, diretor de tecnologia da PTC. "Todo o resto, desde os rolamentos até a vedação e o resfriamento, é projetado."

A PTC diz que esse motor impresso aditivamente funcionaria como qualquer outro motor de microturbina, embora não tenha sido realmente testado dessa maneira. Como um projeto de pesquisa não comercial, a PTC não planeja vender esse motor específico, mas não faltam empresas que procuram tornar as turbinas compactas mais acessíveis para aplicações, como UAVs mais leves e de tamanho moderado.

"Hoje, os motores de microturbina exigem processos complexos de montagem de muitas peças caras, o que coloca os clientes diretamente na mira das dependências da cadeia de suprimentos, disponibilidade limitada e seus fabricantes mantendo a experiência de funcionários certa para concluir as montagens", disse a PTC no lançamento do produto.

Um motor monolítico de microturbina impresso em 3D pode reduzir drasticamente os custos, acelerar a produção e introduzir novas eficiências impossíveis com os motores fabricados tradicionalmente.

Com a impressão 3D, também chamada de manufatura aditiva, não são necessárias ferramentas para moldar ou usinar peças. Elimina a necessidade de soldar ou unir peças que podem apresentar fragilidades. E também há a possibilidade de fabricação sob demanda no local, já que não há necessidade de enviar nenhum componente de outro lugar ou ter mão de obra especializada disponível.

"Quando o motor é apenas uma unidade, é barato produzir e substituir", diz Dertien, "Você não precisa pensar em peças de reposição. Se quebrar, imprima uma nova."

O motor levou 13 horas para imprimir em uma impressora 3D de fusão de leito de pó a laser de metal da EOS (seu modelo M300) usando Inconel como material. Inconel é um metal extremamente forte e resistente ao calor que é muito difícil de usinar, por isso, na fabricação tradicional, muitas vezes é usado apenas para as peças de escape de um motor de turbina.

Este motor de microturbina em particular deve ser uma peça icônica que demonstra o possível, diz Dertien. "O objetivo do Uber era fazer algo extraordinário, mas acessível."