Como uma pintura pode facilitar cortes em metal?

Um tipo de deformação do metal, desconhecido até agora, foi descoberto por pesquisadores de Universidade de Purdue (EUA). Chamado de fluxo sinuoso, o fenômeno ocorre durante as operações de corte (cisalhamento) em metais dúcteis.

This image, at left, shows a previously unknown type of metal deformation in which metal is deformed into folds while it is being cut.  New research findings, in graph at right, reveal the cutting force can be reduced 50 percent simply by painting metal with a standard marking ink, suggesting that not only can energy consumption be reduced by 50 percent but also that machining metals can be achieved faster and more efficiently, and with improved surface quality. (Purdue University School image/ Ho Yeung and Koushik Viswanathan)
O fluxo sinuoso aparece destacado na imagem à esquerda. À direita, a redução repentina da força necessária ao corte quando a ferramenta chega à área pintada. Imagem: Ho Yeung/Koushik Viswanathan/Purdue University

Analisando microfotografias de alta velocidade e fazendo simulações computadorizadas, os pesquisadores procuraram descobrir o que acontece durante o cisalhamento de metais dúcteis. Descobriram que, durante o corte, o metal é deformado em dobras, ao invés de sofrer um cisalhamento uniforme – conforme era considerado em teorias anteriores. Mas a descoberta mais incrível foi como controlar o fluxo sinuoso, eliminando este comportamento de dobra.

Os pesquisadores descobriram que, ao simplesmente pintar com uma tinta comum para metais a face oposta a que será trabalhada, por uma prensa, por exemplo, a força necessária para cisalhar a peça diminui em 50%, o que traz muitas vantagens:

  • Menor consumo de energia;
  • Maior velocidade nas operações de cisalhamento do metal;
  • Menor geração de calor e vibração;
  • Maior durabilidade dos equipamentos utilizados.

Diversas tintas foram testadas, incluindo tinta de impressora, esmalte para unhas, resinas e lubrificantes comerciais, além de cobrir o metal com lubrificantes antes de pintá-lo. Um ponto interessante sobre este último: como o lubrificante impediu que a tinta atingisse o metal, a supressão do fluxo sinuoso foi menos efetiva.

“Parece que a tinha usada comercialmente para pintar metais é muito boa para suprimir o fluxo sinuoso, provavelmente porque é projetada para aderir bem a metais”, disse Srinivasan Chandrasekar, professor de engenharia industrial.

O estudo ainda deixa aberta mais uma possibilidade: será que com o uso de tintas mais aderentes, seria possível suprimir ainda mais o fluxo sinuoso, reduzindo a força necessária para cisalhar a peça?

O professor Chandrasekar ainda diz que a supressão e controle do fluxo sinuoso pode levar a novas oportunidades em uma variedade de aplicações industriais que envolvem a deformação de metal, como em usinagem, estamparia, forja e processos em chapa de metal.

Outra possibilidade é o desenvolvimento de novos materiais para absorção de energia, aumentando o fluxo sinuoso, para aplicações em blindagem, veículos e estruturas.

Com informações de Purdue University

Douglas Moura

Fundador do Engenharia Livre, engenheiro civil e programador. Procuro sempre compartilhar as melhores informações do mundo da Engenharia.
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