Bosch Advanced Ceramics apresenta o primeiro microrreator de cerâmica impresso em 3D do mundo

Aug 08, 2023

A Bosch Advanced Ceramics, juntamente com a empresa de produtos químicos BASF e o Karlsruhe Institute of Technology (KIT), desenvolveu o que afirma ser o primeiro microrreator impresso em 3D do mundo feito de material cerâmico técnico.

Um microrreator é um dispositivo de pequena escala projetado para abrigar e facilitar reações químicas. Para suportar as condições muitas vezes extremas criadas por essas reações, os microrreatores precisam ser estáveis ​​tanto em altas temperaturas quanto em condições corrosivas, mas poucos materiais oferecem tais propriedades.

A Bosch Advanced Ceramics agora combinou sua experiência em tecnologia de cerâmica com manufatura aditiva para permitir uma aplicação única. O microrreator está sendo usado pela BASF em aplicações de pesquisa do dia-a-dia, permitindo que a empresa monitore suas reações químicas sob as condições de temperatura necessárias.

"Para controlar e monitorar uma reação química, um reator precisa ter dureza, resistência ao calor e estruturas complexas internas", diz Klaus Prosiegel, gerente de vendas da Bosch Advanced Ceramics. "A cerâmica técnica impressa em 3D traz essas excelentes propriedades para a mesa."

O mercado da cerâmica técnica

De acordo com a empresa de pesquisa Data Bridge, espera-se que o mercado global de cerâmica técnica valha aproximadamente € 16 bilhões até 2029. A classe de material é altamente versátil e procurada em uma ampla variedade de setores.

Por exemplo, na medicina, os materiais da Bosch Advanced Ceramics são usados ​​para fabricar tesouras bipolares capazes de cortar tecidos e estancar sangramentos simultaneamente. Uma corrente elétrica que passa pelo metal das lâminas aquece o tecido para selá-lo, enquanto a cerâmica técnica atua como um isolante para impedir que as lâminas metálicas entrem em curto-circuito. Isso pode tornar a cirurgia mais segura e rápida.

Da mesma forma, no setor de energia, a cerâmica técnica da empresa oferece excelente resistência ao calor e condutividade de íons para uso em células de combustível. A indústria da mobilidade também costuma fabricar seus sensores de distância com cerâmica técnica, ajudando os motoristas a estacionar seus carros em locais apertados.

Um microrreator de cerâmica impresso em 3D

Em meio à infinidade de aplicações avançadas, a Bosch reconheceu que a cerâmica técnica também pode ser uma ótima câmara de reação. O desafio era encontrar um processo de produção que pudesse fabricar as estruturas complexas necessárias para este microrreator específico – estruturas que de outra forma seriam impossíveis usando a fabricação tradicional.

Ao optar pela impressão 3D, os parceiros descobriram que o reator exigia menos matéria-prima e significativamente menos energia do que um grande reator convencional. A BASF agora está usando o dispositivo impresso em 3D para realizar experimentos em menor escala e extrapolar os resultados antes de passar para projetos de maior escala.

Prosiegel explica: "É como um chef experimentando uma nova receita em pequena escala antes de colocar o prato no cardápio".

Quanto aos próximos passos, os parceiros agora pretendem imprimir em 3D outros 10 a 20 reatores com exatamente o mesmo design para a BASF. A Prosiegel também vê um futuro brilhante para a cerâmica técnica no setor químico como um todo, afirmando que todo cadinho de laboratório é feito de cerâmica técnica, afinal.

Esta pode ser a primeira instância de um microrreator de cerâmica impresso em 3D, mas a indústria de energia certamente já fez componentes de reator impressos em 3D antes. No mês passado, um conjunto de componentes de combustível fabricados com aditivos foi instalado em usinas nucleares na Escandinávia. Nomeados filtros StrongHold AM, os filtros de detritos de combustível nuclear foram impressos em 3D pela Westinghouse Electric Sweden e são os primeiros de seu tipo a serem aprovados para uso final.

Em outro lugar, a Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC), com sede em Seattle, licenciou recentemente um novo método para componentes de impressão 3D para reatores nucleares usando materiais refratários, como carboneto de silício. Desenvolvido pelo Oak Ridge National Laboratory, o método combina técnicas de impressão 3D a jato de aglutinante com um processo de infiltração de vapor químico.