{"id":1122,"date":"2021-07-16T15:41:52","date_gmt":"2021-07-16T18:41:52","guid":{"rendered":"https:\/\/www.grefortec.com.br\/?p=1122"},"modified":"2023-01-10T18:24:25","modified_gmt":"2023-01-10T18:24:25","slug":"avanco-no-tratamento-termico-para-reducao-de-peso-por-aluminio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/avanco-no-tratamento-termico-para-reducao-de-peso-por-aluminio\/","title":{"rendered":"Avan\u00e7o no tratamento t\u00e9rmico para redu\u00e7\u00e3o de peso por alum\u00ednio"},"content":{"rendered":"
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O alum\u00ednio foi descoberto em 1800 e foi produzido em quantidade durante a virada do s\u00e9culo 20 usando o processo de fus\u00e3o hallHeroult. Curiosamente, Carl Benz estava patenteando com motor de combust\u00e3o interna durante a mesma \u00e9poca. Durante esses tempos, autom\u00f3veis ou carruagens sem cavalos eram um luxo e dif\u00edcil para pessoas comuns.<\/p>\n\n\n\n

Henry Ford logo seguiu com o desenvolvimento de seu modelo T produzido em massa, que colocou a Am\u00e9rica sobre rodas. Sabemos que a Ford estava preocupada com a integra\u00e7\u00e3o de efici\u00eancia de fabrica\u00e7\u00e3o em qualquer lugar que pudesse ser realizada. O resultado dessas medidas de redu\u00e7\u00e3o de custos foi apresentado no in\u00edcio de outubro de 1908, quando a primeira linha de produ\u00e7\u00e3o Ford Modelo T foi montada na f\u00e1brica da Piquette Avenue em Detroit. A Ford percebeu que o efeito da simplifica\u00e7\u00e3o, padroniza\u00e7\u00e3o, escala e linhas de montagem moveis resultou na redu\u00e7\u00e3o do custo do ve\u00edculo de $ 825\/unidade em 1908 para $206\/unidade em 1925, permitindo que os ve\u00edculos fossem acess\u00edveis \u00e0s massas em todos os lugares.<\/p>\n\n\n\n

Press\u00f5es automotivas \u2013 CO2 e economia de combust\u00edvel <\/strong><\/p>\n\n\n\n

A integra\u00e7\u00e3o de materiais e componentes leves em autom\u00f3veis tem sido uma for\u00e7a motriz da ind\u00fastria automotiva global desde o embargo do petr\u00f3leo no inicio dos 1970. Desde ent\u00e3o, os fabricantes integram novas tecnologias leves que resultam em plataformas de efici\u00eancia de combust\u00edvel aprimoradas e projetos de capacidade e tamanho do trem de for\u00e7a reduzido. Muitas dessas tecnologias foram derivadas de leis que variam de pa\u00eds para pa\u00eds, algumas com foco nos n\u00edveis de emiss\u00e3o e outras na economia de combust\u00edvel.<\/p>\n\n\n\n

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Nos EUA, o foco foi nas emiss\u00f5es de CO\u2082 e nos padr\u00f5es Corporate Average Fuel Economy (CAFE). Recentemente, os limites dos EUA foram alterados. Essas altera\u00e7\u00f5es aplicam-se aos modelos de ve\u00edculos de 2021 a2026, onde os limites foram reduzidos para uma redu\u00e7\u00e3o anual de 1,5%, em compara\u00e7\u00e3o com os requisitos anteriores para redu\u00e7\u00f5es anuais de 5%. \u00c9 claro que, \u00e0 medida que os governos mudam, as pol\u00edticas tamb\u00e9m mudam, e os argumentos de ambos os lados certamente chegar\u00e3o aos tribunais e manter\u00e3o as press\u00f5es sobre os produtores automotivos.<\/p>\n\n\n\n

Iniciativas de Peso Leve e Seguran\u00e7a <\/strong><\/p>\n\n\n\n

As iniciativas de redu\u00e7\u00e3o de peso dos autom\u00f3veis assumiram muitas formas nos \u00faltimos 35 anos. Eles incluem o redesenho dos sistemas de suspens\u00e3o, projetando motores menores e mais potentes e integrando materiais leves alternativos. Al\u00e9m disso, os fabricantes automotivos e de mobilidade eletr\u00f4nica enfrentam maiores expectativas de seguran\u00e7a.<\/p>\n\n\n\n

Essas press\u00f5es s\u00e3o tratadas com a implementa\u00e7\u00e3o de medidas de seguran\u00e7a ativas, como pr\u00e9-tensionamento do cinto, airbags, alarme de colis\u00e3o, assist\u00eancia para mudan\u00e7a de faixa e vis\u00e3o traseira, para citar alguns. As medidas de seguran\u00e7a passiva incorporadas aos projetos dos ve\u00edculos incluem recursos estruturais que maximizam a capacidade de absor\u00e7\u00e3o de impacto e energia, rigidez din\u00e2mica local e se\u00e7\u00f5es de alta resist\u00eancia que minimizam as penetra\u00e7\u00f5es nas c\u00e9lulas de seguran\u00e7a.<\/p>\n\n\n\n

Hoje, a maioria dos fabricantes utiliza uma abordagem h\u00edbrida para selecionar materiais estruturais e formas de produtos para cada classe de pre\u00e7o de plataforma individual. Esta abordagem h\u00edbrida pode incluir a integra\u00e7\u00e3o de alum\u00ednio, a\u00e7os de alta resist\u00eancia, termopl\u00e1sticos e materiais de fibra de carbono para atender aos requisitos de projeto.<\/p>\n\n\n\n

As formas do produto podem incluir componentes formados, estampados, forjados e fundidos de alum\u00ednio e a\u00e7o. Este artigo se concentrar\u00e1 em componentes estruturais leves de alum\u00ednio que podem ser moldados por meio de processos de gravidade, baixa press\u00e3o, metal semiss\u00f3lido ou fundi\u00e7\u00e3o sob press\u00e3o (HPDC). Esses processos est\u00e3o atualmente produzindo torres de choque de ve\u00edculos; Pilares A-B-C; caixas de torque; caixas de bateria; arma\u00e7\u00f5es da porta traseira; caixas de unidades de acionamento el\u00e9tricas; n\u00f3s traseiros e membros longitudinais; membros cruzados; ber\u00e7os de motor; estruturas de portas; colchetes; colunas de dire\u00e7\u00e3o; e componentes do painel da console (Fig. 2).<\/p>\n\n\n\n

No in\u00edcio dos anos 2000, vimos fabricantes de ve\u00edculos premium integrarem componentes estruturais de alum\u00ednio. Hoje, \u00e9 comum enquanto os engenheiros se concentram na pr\u00f3xima onda de plataformas de ve\u00edculos e e-mobilidade. O Relat\u00f3rio Drucker Frontier da Associa\u00e7\u00e3o de Alum\u00ednio (Fig. 3) informou recentemente aos leitores que o uso de alum\u00ednio em plataformas automotivas deve crescer de 30% em 2020 para at\u00e9 45% em 2030, um aumento de 50% nos pr\u00f3ximos 10 anos. Mais importante para os fabricantes \u00e9 que os componentes de alum\u00ednio (excluindo chapas e produtos extrudados) devem crescer mais de 200% em rela\u00e7\u00e3o aos n\u00edveis de 2018 at\u00e9 2030.<\/p>\n\n\n\n

Alum\u00ednio de Peso Leve – Avan\u00e7os em Sistemas de Tratamento T\u00e9rmico Flex\u00edvel<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O objetivo de introduzir o tratamento t\u00e9rmico no processo de fabrica\u00e7\u00e3o \u00e9 alterar as propriedades mec\u00e2nicas dos componentes e desenvolver uma combina\u00e7\u00e3o ideal de n\u00edveis de desempenho de resist\u00eancia e ductilidade. Dependendo dos requisitos do componente, esses processos podem incluir apenas o tratamento T-5 por envelhecimento artificial; o tratamento por solubiliza\u00e7\u00e3o T-6; resfriado e envelhecido artificialmente; tratamento por solubiliza\u00e7\u00e3o T-7; e resfriado e artificialmente sobre envelhecido.<\/p>\n\n\n\n

Um exemplo de um perfil de processo t\u00e9rmico t\u00edpico de tr\u00eas est\u00e1gios T-6 \u00e9 mostrado na Figura 4 e integra um est\u00e1gio de tratamento de solubiliza\u00e7\u00e3o seguido por uma transfer\u00eancia r\u00e1pida para um sistema de resfriamento preciso por ar (Precision Air Quench – PAQ \u2122). \u00c9 aqui que a temperatura do produto cai rapidamente para o terceiro est\u00e1gio, onde o produto \u00e9 envelhecido artificialmente por um per\u00edodo de tempo com base na composi\u00e7\u00e3o da liga de alum\u00ednio e nas propriedades de desempenho m\u00e1ximo.<\/p>\n\n\n\n

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As temperaturas de processamento e os tempos de imers\u00e3o s\u00e3o selecionados para atingir as propriedades desejadas com base na capacidade da liga de alum\u00ednio de desenvolver uma solu\u00e7\u00e3o s\u00f3lida homog\u00eanea e a microestrutura antes do tratamento t\u00e9rmico. A uniformidade dos par\u00e2metros do tratamento t\u00e9rmico \u00e9 cr\u00edtica para o sucesso dos processos de fabrica\u00e7\u00e3o de alta qualidade. O controle altamente preciso contribui para a uniformidade das propriedades mec\u00e2nicas do componente final, elimina\u00e7\u00e3o da distor\u00e7\u00e3o da pe\u00e7a e redu\u00e7\u00e3o dos n\u00edveis de tens\u00e3o residual<\/p>\n\n\n\n

As demandas de uniformidade de temperatura de processamento est\u00e3o constantemente sendo pressionadas. Como tal, \u00e9 comum para sistemas de tratamento t\u00e9rmico atingir \u00b1 5\u00b0C ou melhor uniformidade de temperatura de processamento. Al\u00e9m da uniformidade da temperatura, o processo de resfriamento \u00e9 uma das etapas mais cr\u00edticas e prec\u00e1rias no processo de tratamento t\u00e9rmico – particularmente no processamento de componentes estruturais de paredes finas e baixa massa.<\/p>\n\n\n\n

Para resolver essas quest\u00f5es, os projetistas de sistemas de tratamento t\u00e9rmico garantem que os processos sejam validados usando uma combina\u00e7\u00e3o de ferramentas de modelagem din\u00e2mica de fluidos computacional (CFD – Computational Fluid Dynamic) e equipamentos de teste de desenvolvimento de P&D dispon\u00edveis. Um exemplo de trabalho de modelagem CFD usado para validar o projeto do sistema antes da produ\u00e7\u00e3o de equipamentos em grande escala \u00e9 mostrado na Figura 5.<\/p>\n\n\n\n

O par\u00e2metro do processo do sistema de tratamento t\u00e9rmico e a flexibilidade da capacidade s\u00e3o prioridade m\u00e1xima ao avaliar a integra\u00e7\u00e3o da capacidade do tratamento t\u00e9rmico aos processos de fabrica\u00e7\u00e3o. Em um ambiente onde as decis\u00f5es s\u00e3o baseadas em requisitos futuros para plataformas de ve\u00edculos el\u00e9tricos (EV – Electric Vehicle), ve\u00edculos el\u00e9tricos a bateria (BEV – Battery Electric Vehicle) e motores de combust\u00e3o interna (ICE – Internal Combustion Engine), existem grandes inc\u00f3gnitas.<\/p>\n\n\n\n

Essas decis\u00f5es s\u00e3o dif\u00edceis porque cada plataforma ter\u00e1 diferentes necessidades de processamento de tratamento t\u00e9rmico com base nos produtos produzidos, os par\u00e2metros necess\u00e1rios e os volumes previstos. O velho ditado \u201ctamanho \u00fanico\u201d n\u00e3o se aplica mais, uma vez que os fabricantes exigem designs de equipamentos de tratamento t\u00e9rmico que sejam ultra flex\u00edveis e adapt\u00e1veis aos requisitos de processamento de v\u00e1rios par\u00e2metros de tratamento t\u00e9rmico e tipos de produtos.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Esses projetos tamb\u00e9m devem fornecer efici\u00eancia de custo operacional conforme flutua a demanda do produto.<\/p>\n\n\n\n

As considera\u00e7\u00f5es do sistema de tratamento t\u00e9rmico flex\u00edvel incluem o seguinte:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Opera\u00e7\u00e3o escal\u00e1vel para alta efici\u00eancia, independentemente da demanda do produto<\/li>\n\n\n\n
  • Configura\u00e7\u00e3o de carregamento para adapta\u00e7\u00e3o de geometria e massa de produto diferente<\/li>\n\n\n\n
  • Ponto de ajuste de temperatura flex\u00edvel, taxas de aquecimento, tempos de imers\u00e3o e etapas de processo de temperatura vari\u00e1vel<\/li>\n\n\n\n
  • Sistemas flex\u00edveis de transporte, entrega e transporte de produtos<\/li>\n\n\n\n
  • Flexibilidade de resfriamento por meio de op\u00e7\u00f5es para \u00e1gua h\u00edbrida e PAQ \u2122, fluxo de meios de resfriamento, configura\u00e7\u00f5es de dire\u00e7\u00e3o e temperatura<\/li>\n\n\n\n
  • Rastreamento de transportadora, identifica\u00e7\u00e3o de produto e sistemas de aquisi\u00e7\u00e3o de par\u00e2metros cr\u00edticos de processamento.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    PARA MAIS INFORMA\u00c7\u00d5ES: Tim Donofrio, Can-Eng Furnaces
    International, Ltd., Niagara Falls, Canada; tel: 905-390-6526; e-mail:
    tdonofrio@can-eng.com; web: www.can-eng.com.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    O alum\u00ednio foi descoberto em 1800 e foi produzido em quantidade durante a virada do s\u00e9culo 20 usando o processo de fus\u00e3o hallHeroult. Curiosamente, Carl Benz estava patenteando com motor de combust\u00e3o interna durante a mesma \u00e9poca. Durante esses tempos, autom\u00f3veis ou carruagens sem cavalos eram um luxo e dif\u00edcil para pessoas comuns. Henry Ford…<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":987810,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[73,70],"tags":[74,75,71],"class_list":["post-1122","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aluminio","category-tratamento-termico","tag-aluminio","tag-reducao-de-peso","tag-tratamento-termico"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/12.jpg","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1122","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1122"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1122\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":988832,"href":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1122\/revisions\/988832"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/987810"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1122"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1122"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/site2022.grefortec.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1122"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}