Novo processo de extrusão viabiliza ligas de alumínio para carros

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/07/2019

O processo foi patenteado e já está disponível para licenciamento pela indústria.
[Imagem: Andrea Starr/PNNL]

Extrusão de pó

Usando uma nova técnica de processamento de fase sólida, uma equipe do Laboratório Nacional Noroeste do Pacífico (PNNL), dos EUA, eliminou várias etapas hoje necessárias para a extrusão de ligas de alumínio em pó, além de alcançar um aumento significativo na ductilidade do produto.

Esta é uma ótima notícia para setores como a indústria automotiva, onde o alto custo de produção tem historicamente limitado o uso de ligas de alumínio de alta resistência feitas a partir de pós.

Essas ligas de alumínio de alto desempenho têm sido usadas há muito tempo em componentes leves para aplicações aeroespaciais especializadas, onde o custo não é um fator limitante. No entanto, essas ligas continuam caras demais para serem usadas em automóveis.

O processo típico de extrusão para pós de ligas de alumínio é intensivo em energia e exige várias etapas para produzir peças em larga escala. Primeiro, o pó deve ser encapsulado em uma lata, de onde os gases devem ser removidos usando uma bomba de vácuo, no que é chamado de desgaseificação. O recipiente é então selado, prensado a quente, pré-aquecido e finalmente colocado na prensa de extrusão. Após a extrusão, a lata é removida para revelar a peça extrudada feita a partir do pó consolidado.

Extrusão direta de pó

Scott Whalen e seus colegas eliminaram a maioria dessas etapas, extrudando hastes de alumínio nanoestruturadas diretamente do pó, em uma única etapa, usando uma técnica chamada "processamento assistido por cisalhamento".

Nesse processo, a liga de alumínio em pó é derramada em um recipiente aberto. Uma matriz de extrusão rotativa é então forçada contra o pó, o que gera calor na interface entre o pó e a matriz. O material amacia e extruda facilmente, eliminando a necessidade de enlatar, desgaseificar, prensar a quente, pré-aquecer e desenlatar.

"Este é o primeiro exemplo publicado de um pó de liga de alumínio sendo consolidado em extrusões nanoestruturadas usando um processo de etapa única.

"A eliminação tanto das etapas de processamento quanto da necessidade de pré-aquecimento promete reduzir drasticamente o tempo de produção e reduzir o custo e a energia incorporada no produto, o que poderá ser benéfico para os fabricantes de automóveis que desejam fabricar veículos de passageiros mais acessíveis, mais leves e mais eficientes para o consumidor," disse Whalen.

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Bibliografia:

Artigo: High ductility aluminum alloy made from powder by friction extrusion
Autores: Scott Whalen, Matthew Olszta, Christian Roach, Jens Darsell, Daniel Graff, Md.Reza-E-Rabby, Timothy Roosendaal, Wayne Daye, Tom Pelletiers, Suveen Mathaudhu, Nicole Overman
Revista: Acta Biomaterialia
Vol.: 6, 100260
DOI: 10.1016/j.mtla.2019.100260

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