Ei! Se você já se interessou por impressão 3D de metal, pulverização térmica ou peças de fabricação avançada, provavelmente já ouviu o termo “pó de liga” sendo usado com frequência. Mas aqui está o que confunde muita gente - especialmente os novos que estão começando no jogo: o que realmenteéo tamanho das partículas do pó de liga? Eu entendo, não é a parte mais glamorosa do processo, mas acredite em mim, é um fator decisivo para o resultado do seu produto final. Como alguém que está no jogo de pó de liga há mais de uma década, já respondi a essa pergunta centenas de vezes, então vamos decompô-la como faria para um novo cliente entrando em meu escritório.
Em primeiro lugar, não vamos complicar demais. O tamanho das partículas de pó de liga é apenas uma medida de quão grandes (ou pequenas) são as minúsculas partículas de metal em seu lote - simples assim. Mas não é um número único. É um intervalo, certo? Tipo, você não tem cada partícula com exatamente 20 mícrons; você tem uma distribuição, e essa distribuição é o que mais importa. Para contextualizar, um mícron é um milionésimo de metro – portanto, um grão de areia tem geralmente 90 mícrons ou mais, enquanto um fio de cabelo humano tem cerca de 50 mícrons de espessura. Entendeu? Então, quando falamos sobre tamanhos de pó, estamos naquele mundo minúsculo.
Deixe-me colocar isso em termos reais, já que vendo diferentes tipos de pó de liga para todos os tipos de trabalhos. Pegue o pó de liga de titânio, por exemplo - se você estiver usando-o para impressão 3D de fusão em leito de pó (esse é o tipo sofisticado em que você derrete camadas de pó para fazer uma peça), você deseja uma faixa de tamanho de 15 a 45 mícrons. Se for muito grande, a impressora não conseguirá formar uma camada fina o suficiente, então sua peça pode apresentar lacunas ou ficar fraca. Se for muito pequeno, o pó fica grudento e difícil de fluir - além de poder causar problemas de poeira, que temos que manusear com muito cuidado com o titânio porque é reativo. Devo observar que diferentes aplicações precisam de intervalos diferentes, portanto, verifique sempre as especificações do seu processo. E ei, se você precisar de mais detalhes, confira nossa página Pó de liga de titânio para obter as faixas exatas que oferecemos para diferentes casos de uso.
Espere, vamos falar sobre por que o tamanho é importante além de apenas “fluir” ou “imprimir”. Digamos que você esteja usando pó de liga de ferro para revestir peças, tornando-as resistentes à ferrugem ou superduras. Se as partículas forem muito grossas, o revestimento ficará irregular – você obterá manchas grossas e finas, e as finas se desgastarão rapidamente. Mas se forem muito finos, o pó pode não “salpicar” logo ao ser pulverizado, resultando em uma camada áspera e porosa que não protege bem. Para pó de liga de ferro, geralmente trabalhamos com uma faixa de 45 a 150 mícrons para aplicações de pulverização térmica, e isso é testado repetidamente para garantir que funciona. É por isso que não vendemos apenas pó aleatório - definimos a distribuição de tamanho porque isso afeta diretamente o resultado final.
Outro grande problema: pó de cobalto de carboneto de tungstênio. Esse material é usado para ferramentas de corte, brocas e peças que precisam ser batidas. O tamanho da partícula aqui écríticopara dureza e tenacidade. Se você tiver partículas mais finas de carboneto de tungstênio (como 1 a 10 mícrons), obterá uma ferramenta mais dura que pode segurar a borda por mais tempo, mas é um pouco mais quebradiça. Se você usar partículas mais grossas (10 a 30 mícrons), a ferramenta será mais resistente, mas se desgastará mais rapidamente. Portanto, nosso mix aqui é equilibrar isso – dependendo das necessidades do cliente. Já tivemos clientes que nos procuraram com um lote ruim porque usaram pó com o tamanho errado para suas lâminas de corte, e simplesmente não funcionou. Não cometa esse erro: o tamanho é tudo aqui.
Vamos mudar para algo um pouco mais familiar: pó de bronze de alumínio. Essa é a liga dourada frequentemente usada em peças decorativas, rolamentos e componentes de válvulas. Para peças que precisam de um acabamento liso, como aquelas peças decorativas, optamos por um tamanho de partícula menor – como 10 a 50 mícrons – porque ele se assenta uniformemente e dá uma aparência bonita e uniforme. Para rolamentos, porém, podemos usar uma faixa um pouco mais grosseira (50 a 100 mícrons) porque as partículas um pouco maiores ajudam na lubrificação quando o rolamento está em movimento. Um cliente fez joias de metal personalizadas com nosso pó de bronze de alumínio e eles confiaram no tamanho fino porque fazia com que suas peças fundidas parecessem bronze real - sem arestas. Esse é o tipo de detalhe que o tamanho traz para a mesa.
E pó de liga de níquel - ah, cara, esse é um carro-chefe para aplicações de alta temperatura, como peças de motores a jato ou fornos industriais. Essas partes têm que lidar com um calor insano, então o pó tem que derreter uniformemente e se unir com força. Se o tamanho das partículas for muito irregular, algumas partículas derreterão antes de outras, levando a pontos fracos ou inconsistências na peça final. Para pó de liga de níquel usado na fusão de leito de pó a laser, usamos 15 a 53 mícrons, e para revestimentos de spray térmico para componentes de alto calor, usamos um pouco mais grosso (45 a 150 mícrons). Testamos esse material em fornos que funcionam a 1.000°C, e o pó do tamanho certo não racha nem lasca – o tamanho errado e falha rapidamente. Esse é o tipo de confiabilidade com que nossos clientes contam, e isso começa com a escolha do tamanho certo.
Agora, como podemos realmente medir esse tamanho? Não é como usar uma régua, obviamente. Usamos algo chamado difração de laser – você dispara um laser através de uma amostra de pó e a forma como a luz se espalha nos diz o tamanho das partículas. É rápido e preciso, e é por isso que todos os bons fornecedores de pó o utilizam. Também peneiramos o pó em diferentes tamanhos de malha para separar as partículas em faixas específicas - por exemplo, se você quiser apenas 15-45 mícrons, peneiramos qualquer coisa menor que 15 e maior que 45. Às vezes, fazemos difração a laser e análise de peneira para verificar novamente, porque você não quer nenhuma surpresa quando o pó chegar ao chão de fábrica.
Aqui está uma pergunta comum que recebo: “mais fino” significa “melhor”? Resposta curta: não. Se você estiver usando pó para uma peça que precisa ser resistente, mais grosso pode ser melhor. Se você precisa de um acabamento suave ou tolerâncias restritas, mais fino é a melhor opção. Tudo depende do seu processo e do que a peça vai fazer. Certa vez, tive um cliente que encomendou pó de titânio superfino porque achou que daria uma peça impressa em 3D mais resistente, mas acabou causando problemas de fluxo em sua impressora e fez peças com mais porosidade. Nós o ajustamos para uma faixa de 20-63 mícrons e suas peças ficaram muito melhores. É por isso que falar sobre tamanho não envolve apenas números – trata-se de combinar esses números com suas necessidades específicas.
Outra coisa a ter em mente: o formato da partícula também pode estar relacionado ao tamanho, mas isso é outra conversa. As partículas redondas fluem melhor, e é por isso que muito pó é atomizado (pulverizado em pequenas gotículas que se solidificam em esferas). Partículas irregulares podem ter distribuição de tamanho diferente, mas funcionam para certas aplicações, como moldagem por injeção de metal. Mas mesmo com a forma, o tamanho ainda é a base de tudo. Você pode ter um pó redondo do tamanho errado e ainda assim não funcionar direito.
Portanto, se você estiver procurando por pó de liga, não peça apenas “pó de liga” – pergunte sobre a faixa de tamanho de partícula. Se você precisa de titânio para impressão 3D, liga de ferro para revestimentos, carboneto de tungstênio e cobalto para ferramentas de corte, bronze de alumínio para peças decorativas ou liga de níquel para trabalhos de alta temperatura, o tamanho vai fazer ou quebrar seu projeto. A propósito, também temos faixas personalizadas - se você precisar de algo que não esteja disponível no mercado, podemos trabalhar com você para discar o tamanho exato que você precisa.
No final das contas, já faço isso há tempo suficiente para saber que as pessoas só querem um pó com o qual possam contar. Eles não querem lidar com peças que falham porque o pó era do tamanho errado ou ter que retrabalhar um lote inteiro porque escolheram a faixa errada. É por isso que aqui valorizamos muito a transparência: informamos exatamente qual tamanho você está adquirindo, como ele é medido e por que essa faixa funciona para sua aplicação. Se você está cansado de lidar com fornecedores que vendem apenas “pó” sem detalhes, entre em contato conosco. Teremos prazer em acompanhar seu projeto, responder a todas as suas perguntas sobre tamanho de partícula e fornecer a liga em pó certa para o seu trabalho. Não deixe que um pequeno detalhe, como o tamanho das partículas, atrapalhe seu próximo grande projeto - entre em contato conosco e garantiremos que você tenha exatamente o que precisa.
Referências:
- ASTM B821-21, Método de teste padrão para distribuição de tamanho de partículas de pós metálicos e compostos relacionados por difração a laser
- Powell, GL e Edington, JW (1980). O efeito do tamanho das partículas do pó nas propriedades das ligas sinterizadas. Jornal de Ciência de Materiais, 15(10), 2570-2578.
- Sociedade de Pulverização Térmica. (2020). Manual de tecnologia de pulverização térmica (2ª ed.). ASM Internacional.
- Kruth, JP, Levy, G., Klocke, F., & Childs, THC (2007). Fenômenos de consolidação na fabricação em camadas à base de laser e leito de pó. Anais CIRP - Tecnologia de Fabricação, 56(2), 730-759.