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Pesquisadores do Reino Unido utilizam água para usinagem de precisão

Estudo está sendo realizado com ligas especiais utilizadas para peças de avião e super-abrasivos

O corte a água já é uma realidade em vários setores, sobretudo na área da construção civil e na mineração, onde jatos de água sob alta pressão cortam a rocha em alta velocidade. Agora, engenheiros da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, estão adaptando o mesmo princípio para tarefas bem mais sutis.

Dragos Axinte e seus colegas querem usar jatos de água não apenas para cortar, mas principalmente para desbastar e usinar blocos metálicos com uma precisão suficiente para fabricar peças de geometria complexa para a indústria aeroespacial. A equipe está aprimorando um sistema de usinagem a jato de água capaz de "auto-aprendizado", dispensando a intervenção humana. 
 
O sistema é capaz de partir de um bloco em bruto das ligas especiais usadas na indústria aeronáutica e produzir uma peça 3D "com superfícies multi-gradientes". "Se você precisa produzir superfícies complexas em materiais difíceis de cortar ou sensíveis ao calor, e exercendo forças específicas mínimas, a abrasão a jato de água é a escolha certa," explica Axinte.
 
O sistema de auto-aprendizado é baseado em um conjunto de modelos matemáticos que calculam a taxa de remoção de cada material sendo usinado. Um conjunto de monitoramento baseado em múltiplos de sensores ajuda a fazer ajustes em tempo real, evitando qualquer desbaste excessivo ou danos estruturais ao material por excesso de pressão.
 
Entre os "materiais difíceis de cortar" - e, portanto, difíceis de trabalhar com as técnicas tradicionais de usinagem - estão as ligas aeronáuticas e aeroespaciais, implantes ortopédicos, lentes de alta precisão, compósitos e materiais super-abrasivos, incluindo o diamante.
 
Fabricação com pó
Sasan Dadbakhsh, da vizinha Universidade de Exeter, adotou um enfoque diferente para a fabricação de peças complexas para a indústria aeroespacial. Ele e seus colegas desenvolveram um novo método para fabricar peças de ligas de alumínio misturando uma combinação de pós relativamente baratos.
 
A combinação desses elementos em pó gera uma reação que produz nanopartículas - cada uma com dimensão média de 100 nanômetros - que ficam distribuídas uniformemente por todo o material. Essa uniformidade na distribuição das nanopartículas produz um material de baixa densidade - e, portanto, muito leve - mas ao mesmo tempo muito forte.
 
Segundo os pesquisadores, a técnica é especialmente adequada para a fabricação de pistões, comandos de válvulas, discos de freios e qualquer componente estrutural, seja para carros ou para aviões. Como o processo usa materiais em pó, ele também permite a fabricação de peças com geometrias complexas, o que possibilitará a redução do peso dos veículos.
 
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