Pós e cerâmicas
Esses processos constroem peças sólidas a partir de pós ou líquidos, em vez de fundir metal ou cortar um bloco. Todos dependem da sinterização: aquecer partículas compactadas abaixo do ponto de fusão até se ligarem em um sólido. O que muda de um processo para outro é como as partículas são moldadas e como calor e pressão são aplicados.
A ideia central
A sinterização é como as partículas grudam sem derreter. Onde duas partículas se tocam, os átomos migram pelo ponto de contato (difusão) e constroem uma ponte sólida, chamada de pescoço. Conforme os pescoços crescem, os vãos entre as partículas (poros) diminuem, então a peça fica mais densa e geralmente um pouco menor. Pense em uma tigela de bolas de neve deixada durante a noite: elas nunca derretem, mas de manhã se fundiram em um bloco só. A pressão acelera isso empurrando as partículas umas contra as outras; o aquecimento rápido ou interno poupa tempo e mantém os minúsculos cristais finos.
Os 6 processos deste capítulo
9.1Metalurgia do pó (prensagem e sinterização)Prensar o pó em uma matriz e depois sinterizar em um forno de esteiraAbrir a lição
9.2Moldagem por injeção de metal (MIM)Molde uma pasta de pó e ligante, remova o ligante, sinterizeAbrir a lição
9.3Prensagem isostática a quente (HIP)Espreme com argônio quente de todos os lados para fechar porosAbrir a lição
9.4Sinterização por plasma de faísca (SPS)Corrente pulsada aquece uma matriz de grafite prensada em minutosAbrir a lição
9.5Sinterização por micro-ondasAs micro-ondas aquecem a peça por dentroAbrir a lição
9.6Processo sol-gelUm líquido vira gel, depois é seco e queimadoAbrir a liçãoLado a lado
| Processo | Em uma linha | Ideal para | Tamanho do lote | Precisão |
|---|---|---|---|---|
| 9.1Metalurgia do pó (prensagem e sinterização) | Prensar o pó em uma matriz e depois sinterizar em um forno de esteira | Pequenas engrenagens, buchas, peças de contorno simples | De 10.000 a milhões por ano | Cerca de ±0,05–0,1 mm |
| 9.2Moldagem por injeção de metal (MIM) | Molde uma pasta de pó e ligante, remova o ligante, sinterize | Peças de aço minúsculas, complexas e quase densas | De 10.000 a milhões por ano | Cerca de ±0,3–0,5% de uma dimensão |
| 9.3Prensagem isostática a quente (HIP) | Espreme com argônio quente de todos os lados para fechar poros | Peças fundidas críticas, peças impressas, pó em latas | De uma peça a cargas cheias de forno | A forma é mantida; só os poros encolhem |
| 9.4Sinterização por plasma de faísca (SPS) | Corrente pulsada aquece uma matriz de grafite prensada em minutos | Cerâmicas duras e novos materiais em discos | Peças únicas, pequenos lotes | Áspera; retificada depois |
| 9.5Sinterização por micro-ondas | As micro-ondas aquecem a peça por dentro | Cerâmicas como a zircônia odontológica | De trabalho de laboratório a pequenos lotes | Como outras sinterizações, cerca de ±0,5–1% |
| 9.6Processo sol-gel | Um líquido vira gel, depois é seco e queimado | Revestimentos finos, aerogéis, pós puros | De amostras únicas a linhas de revestimento | Películas de dezenas de nanômetros |
Como escolher dentro desta família
- Precisa de centenas de milhares de peças metálicas simples a baixo custo: metalurgia do pó por prensagem e sinterização.
- Precisa de peças metálicas pequenas e complexas, quase totalmente densas: moldagem por injeção de metal.
- Precisa remover poros ocultos de uma peça fundida ou impressa em 3D que não pode falhar: prensagem isostática a quente.
- Precisa de um disco denso de um material novo ou difícil de sinterizar, rápido: sinterização por plasma de faísca, ou sinterização por micro-ondas para cerâmicas sem pressão.
- Precisa de um revestimento fino e puro ou de um material ultraleve: processamento sol-gel.
Palavras-chave
- Sinterização
- ligar partículas compactadas aquecendo-as abaixo do ponto de fusão.
- Pescoço
- a ponte sólida que cresce onde duas partículas se tocam.
- Difusão
- átomos migrando devagar por um sólido; é o que constrói os pescoços.
- Porosidade
- a parte do volume de uma peça que são poros vazios.
- Peça verde
- uma peça com forma antes da sinterização, mantida apenas de modo frágil.
- Aglutinante
- uma cera ou plástico que mantém o pó na forma até ser removido.
- Densidade
- quanto de uma peça é material sólido; 100% significa sem poros.
- Contração
- o tamanho que uma peça perde enquanto seus poros se fecham durante a sinterização.
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