Mecânica

Parafusos de cerâmica superam parafusos de aço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/05/2014

Parafusos de cerâmica superam parafusos de aço
Os engenheiros alemães desenvolveram um sistema que permite avaliar com precisão a capacidade de carga dos parafusos de cerâmica. [Imagem: Fraunhofer IWM]

Soluções cerâmicas

Os parafusos de cerâmica têm potencial para serem os preferidos em uma ampla variedade de usos, dos implantes médicos à indústria.

Um das vantagens é que a cerâmica pode suportar temperaturas acima de 1.000 graus Celsius, enquanto seus similares metálicos vão amolecer a cerca de 500 graus Celsius.

Os fornos industriais, por exemplo, são quase inteiramente feitos de peças de cerâmica por causa das altas temperaturas - exceto os parafusos.

"Como é o material mais fraco que limita a aplicação, a temperatura não pode ser mais alta do que os parafusos podem tolerar. Com parafusos de cerâmica, poderíamos finalmente dar um salto tecnológico rumo a soluções totalmente cerâmicas," explica o Dr. Christof Koplin, do Instituto Fraunhofer de Mecânica dos Materiais, na Alemanha.

O problema é que, até agora, a indústria tem sido cética com os parafusos de cerâmica por uma razão muito compreensível: cerâmicas são notoriamente quebradiças.

Embora algumas cerâmicas tenham uma capacidade de suporte de carga próxima à do aço, tão logo o material é processado na forma de parafuso calcula-se que apenas cerca de 10 a 20 por cento da resistência original seja mantida.

Parafusos pequenos

A equipe do Dr. Koplin agora deu um passo importante para solucionar essas deficiências.

Eles otimizaram o processo de fabricação de modo que não ocorram trincas na peça em nenhum dos vários passos do processo de fabricação do parafuso de cerâmica.

A composição da cerâmica é o fator decisivo - se os minúsculos grãos que compõem a substância se ligam incorretamente durante a fabricação, pequenas fissuras podem se desenvolver, fazendo o parafuso quebrar a uma carga menor do que a prevista.

"Fomos capazes de reduzir significativamente a faixa da curva de distribuição [dos grânulos] e, assim, aumentar a resistência ao estresse dos parafusos," disse Koplin.

Os resultados mostraram que capacidade de carga dos parafusos de cerâmica supera a capacidade dos parafusos de aço entre 30 e 35 por cento.

"Este é um grande avanço," disse Koplin. "Isso já seria o suficiente para muitas aplicações se o parafuso fosse um pouco maior."

Segundo ele, a melhoria que falta, e que permitirá a fabricação de parafusos de medidas maiores, poderá ser obtida na última etapa do processo de fabricação, na qual os parafusos recebem a rosca, o que poderá ser feito através de moldagem por injeção ou por desbaste.

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