Caixas de transmissão de navios de grande porte são única, portanto requer moldes feitos especialmente. Se os componentes forem fabricados de maneira aditiva, ou seja, impressos em vez de moldados, as formas individuais não serão necessárias. O peso das peças individuais também pode ser reduzido, pois diferentes modelos são possíveis na impressão e na fundição.  A caixa de engrenagens de aço produzida na impressora 3D deve, pesar no máximo 10 toneladas – se for fundida, atinge um peso de 13 toneladas.

É necessária uma enorme câmara de impressão para fabricar as peças pesadas da caixa de engrenagens. O interior da impressora 3D, que institutos de pesquisa e empresas desejam desenvolver juntos, tem seis metros de comprimento, três metros de largura e um metro e meio de altura. Isso torna a impressora quase do tamanho de um contêiner de carga.

Ao imprimir as peças da carcaça em aço, os pesquisadores da Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) confiam na soldagem a arco assistida por laser. Nesse processo de fabricação aditivo, o fio de aço é fundido e soldado camada por camada. O objetivo da pesquisa é aplicar até cinco quilos de aço por hora.

Para garantir a qualidade dos componentes, os engenheiros do Instituto de Produção Integrada de Hannover (IPH) estão desenvolvendo tecnologia de medição em linha. Isso permite que os erros sejam identificados e corrigidos durante a impressão. Para isso, o processo de impressão é monitorado continuamente; se necessário, os parâmetros de impressão são ajustados automaticamente no processo. Por exemplo, se muito material foi aplicado em uma etapa, menos poderá ser aplicado na próxima etapa ou vice-versa. Como parte do material ainda está quente durante a impressão e parte já esfriou, a deformação do material pode resultar em deformação à medida que esfria. “Este é um obstáculo que queremos superar”, diz Ake Kriwall, que no IPH, juntamente com o engenheiro de projeto Dominik Melcher, é responsável pelo desenvolvimento da tecnologia de medição.

Além do IPH, outras quatro empresas e institutos estão envolvidos no projeto de pesquisa. O projeto é gerenciado pela REINTJES GmbH, fabricante de equipamentos de transmissão marítimos que planeja integrar a impressão 3D na fabricação de produtos de grande porte. A EILHAUER Maschinenbau GmbH assumiu a construção da planta da impressora XXL 3D, a Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) trabalha na soldagem a arco assistida a laser e a TEWISS – Technik und Wissen GmbH é responsável pela construção e controle do cabeçote de impressão.

Foto-crédito: REINTJES GmbH

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Nos EUA, a empresa pretende fechar permanentemente sua unidade Rockdale Operations, no Texas, que já tem sido reduzida desde o final de 2008. A unidade possui uma casa de fundição de alumínio primário, além de uma planta fabricante de alumínio em pó.

Na Itália, a Alcoa chegou a um acordo para alienar a fundição de alumínio primário de Portovesme para a Invitalia, agência do governo italiano que gerencia o desenvolvimento econômico. A planta vinha sendo reduzida desde 2012 e está fechada desde 2014.

“Avaliamos continuamente o nosso portfólio de ativos globais contra muitos fatores para otimizar o valor”, disse o presidente e diretor executivo Roy Harvey. “Chegar a uma resolução sobre esses dois ativos simplifica ainda mais a nossa empresa à medida que continuamos a executar as atividades de acordo com nossas prioridades estratégicas”.

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A ciência e a engenharia envolvidas no design do taco golfe fizeram muitos avanços. O taco deve contabilizar a física humana e oscilantes de 100 mph já na fase de projeto. A distribuição do peso da massa da cabeça do taco é crucial para a trajetória da bola. Por esse motivo, os tacos de aço forjado são mais difíceis de usar porque o peso não pode ser distribuído ao redor do seu perímetro. Forjados, portanto, são melhores para o golfista avançado porque há muito menos espaço para erros.

Em muitos casos, projetos avançados envolvem processos térmicos de altas temperaturas. Como já mencionamos, o primeiro é o processo de fundição. Por conta da crítica distribuição de peso da cabeça do taco, projetistas e seus profissionais de fundição devem prestar uma atenção especial ao centro de gravidade do taco, tolerâncias de espessura e peso. Fundir uma espessura de parede de 0,030 de polegada que precisa suportar um impacto de 100 mph é um desafio.

O processo de fundição começa com um projeto prototipado e testado. Os moldes de produção são então construídos e trabalhados. A cera líquida é injetada no molde e resfriada para criar réplicas das cabeças dos tacos. Estas réplicas individuais são anexadas a um “molde” e uma série de imersões de cerâmica úmidas e secas são aplicadas para produzir um molde extremamente preciso que possa suportar o calor do derramamento de metal derretido. Os moldes são então virados de cabeça para baixo em uma autoclave a vapor. Após alguns minutos, a cera derrete e drena, sendo coletada para reciclagem.

As conchas de cerâmica vazias são então pré-aquecidas a cerca de 1093°C para prepará-las para o aço inoxidável líquido a 1370°C. Após derramamento e solidificação, a casca de cerâmica quebradiça é removida da fundição de metal. A remoção final de material é através de jateamento. As cabeças de taco resultantes, que são cópias perfeitas de aço inoxidável do molde de cera, são separadas do molde por uma serra de fita.

Outro processo térmico que desempenha um papel importante no projeto do taco é o tratamento térmico. A seleção de material também é importante e o tratamento térmico utilizado depende do material escolhido. Muitos tacos são feitos de aço temperado 8620 tratado com calor. O tratamento térmico deste material melhora a dureza, proporcionando uma sensação macia e sólida. Os tacos de ponta, superiores, usam ligas mais exóticas para desenvolver uma ótima combinação de propriedades. Aços inoxidáveis, como 17-4 e 431, são comumente usados, particularmente em moldes de fundição. Essas ligas também são endurecidas e possuem maior dureza do que o material 8620. A maior dureza transmite a energia máxima do taco para a bola, fazendo-a ir mais longe.

Em alguns casos, um corpo do taco inoxidável de 17-4 é usado com uma face de titânio beta. O titânio é frequentemente ligado com elementos como o vanádio, o que contribui para a resistência do material. O tratamento térmico mantém estas ligas elásticas. Em geral, o titânio está ganhando atenção devido à sua alta resistência e baixa densidade. Isso significa que um taco feito de titânio tem a força de um feito de aço, mas pesa a metade, permitindo que o tamanho do taco aumente mantendo seu peso. Isto dá aos golfistas mais confiança acertar o “sweet spot”.

Na próxima vez que você acertar aquela bela tacada, lembre-se de dar crédito à fundição e ao tratamento térmico, que tiveram uma mão especial nessa jogada.

Sugestão de leitura:

-> Leia este artigo sobre o papel do tratamento térmico na fabricação de moedas.

-> Veja como o tratamento térmico é aplicado à construção de um piano.

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Em Santa Catarina, a metalurgia também tem chamado a atenção. De janeiro a agosto, houve alta de 24% na produção industrial ante o mesmo período do ano passado – o maior crescimento entre os ramos da indústria estadual.

Esperança para indústrias de fundição e metalurgia e também para quem fabrica máquinas para esses mercados. Segundo a Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos (ABIMAQ), 2017 deve fechar com faturamento de R$ 68 bilhões, crescendo 3% em relação ao ano anterior. Embora tímido, o índice traz confiança.

Para a JUNG, empresa blumenauense reconhecida por fornos no mercado de fundição, a aproximação de 2018 já dá sinais de retomada da economia. “Temos cautela, mas vemos que o aumento na procura pelos nossos produtos, juntamente com os índices divulgados, aponta dias melhores para a indústria”, avalia o diretor da empresa, Diogo Gustavo Jung.

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