Mecânica

Engenheiros mostram que é possível aprimorar uma esfera metálica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/11/2009

Engenheiros mostram que é possível aprimorar uma esfera metálica
Os pesquisadores já produziram esferas ocas de aço, e agora planejam estender o método para produzir esferas de outros metais, como o titânio, além de diversas ligas metálicas. [Imagem: Fraunhofer]

É possível melhorar uma esfera?

O que pode ser mais simples do que uma esfera de metal? Dito de outro modo, será que há espaço para uma inovação tecnológica que otimize as funções de uma esfera metálica?

A resposta é um grande sim, principalmente para as indústrias automobilística e aeroespacial, sempre em busca de materiais mais resistentes e mais leves que as permitam fabricar veículos mais eficientes e com menor consumo de combustível.

Um rolamento é um exemplo típico. Diminua a massa das esferas metálicas e elas poderão se mover muito mais rapidamente. O mesmo acontece com as mais sofisticadas válvulas magnéticas de esfera - quanto mais leve for a esfera, mais prontamente a válvula responderá, otimizando todo o projeto de que ela faz parte - um sistema de injeção de combustível, por exemplo.

Esferas ocas

A solução para esses problemas parece ser tão simples quanto as próprias esferas - basta fabricar esferas metálicas ocas. Contudo, apenas agora essa possibilidade tornou-se real, graças a uma inovação desenvolvida por engenheiros do Instituto Fraunhofer, na Alemanha.

O fato é que fabricar uma esfera metálica oca não é uma tarefa simples. "Pela primeira vez, nós fomos capazes de fabricar esferas metálicas ocas nas medidas mais necessárias - entre dois e 10 milímetros de diâmetro," explica o Dr. Hartmut Göhler.

As esferas ocas são de 40 a 70% mais leves do que as esferas metálicas sólidas e sua resistência pode ser controlada por meio da espessura de suas paredes.

Moldes de esfera

O processo começa com esferas de poliestireno, que são mantidas suspensas por uma corrente de ar sobre um leito fluidizado. Sobre elas é aspergida uma mistura de ligante e pó metálico, que adere sobre as esferas de polímero.

Quando a camada metálica atinge a espessura desejada, as esferas são submetidas a um tratamento térmico, no qual todos os componentes orgânicos - o poliestireno e o ligante - se vaporizam, escapando pelos poros da camada metálica.

O resultado é uma bola metálica oca, mas extremamente frágil.

O passo final é submeter essas bolas ainda frágeis a um processo de sinterização, que consiste em aquecê-las até o limiar da sua temperatura de fusão. Neste ponto, os grânulos do pó metálico grudam-se, formando uma camada coesa e rígida, deixando a esfera metálica oca pronta para o uso.

A técnica consegue produzir esferas ocas com paredes de espessuras de décimos de milímetro até um milímetro. Os pesquisadores já produziram esferas de aço, e agora planejam estender o método para produzir esferas de outros metais, como o titânio, além de diversas ligas metálicas.





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