Já alguma vez pensou na importância do tratamento de superfícies no fabrico? Nesta publicação do blogue, vamos explorar os vários tipos de processos de tratamento de superfícies e as suas aplicações. O nosso engenheiro mecânico especialista fornecerá informações sobre a forma como estas técnicas melhoram a qualidade, a durabilidade e a estética dos produtos. Descubra a ciência subjacente a estes métodos e saiba como podem beneficiar os seus projectos de fabrico.
O tratamento de superfície é um processo sofisticado que modifica a camada superficial de um material de substrato, melhorando as suas propriedades mecânicas, físicas e químicas. Esta alteração da superfície tem como objetivo satisfazer requisitos específicos do produto, tais como uma melhor resistência à corrosão, resistência ao desgaste, apelo estético ou outras necessidades funcionais especializadas.
No caso de peças metálicas fundidas, são utilizados vários métodos avançados de tratamento de superfícies:
O processo de tratamento de superfície engloba normalmente várias etapas preparatórias críticas:
Estas etapas preparatórias são cruciais para garantir a eficácia e a longevidade do tratamento de superfície final, contribuindo, em última análise, para a qualidade e o desempenho globais da fundição metálica.
O tratamento de superfícies é uma das realizações tecnológicas mais antigas da humanidade, com origens que remontam aos primórdios da civilização humana. Os primeiros hominídeos, enfrentando as duras realidades da vida pré-histórica, desenvolveram técnicas rudimentares mas eficazes de fabrico de ferramentas de pedra. Estes primeiros artesãos utilizavam métodos de retificação abrasiva para criar arestas afiadas nos utensílios líticos, melhorando as suas capacidades de corte e de "corte afiado". À medida que as sociedades humanas avançaram para o Neolítico, a produção de ferramentas de pedra evoluiu significativamente. Os artesãos deste período dominavam a arte do desbaste minucioso, produzindo ferramentas com superfícies refinadas e lisas que não só melhoravam a funcionalidade como também realçavam o apelo estético, reflectindo a sofisticação cultural da época.
Paralelamente ao desenvolvimento da tecnologia de ferramentas de pedra, as técnicas primitivas de pintura surgiram como um aspeto crucial da expressão e tecnologia humanas primitivas. Os humanos do Paleolítico Final, demonstrando um apreço inato pela estética, utilizavam pigmentos minerais para decorar pequenos objectos para adorno pessoal e, possivelmente, para fins ritualísticos. O advento da cerâmica no período Neolítico catalisou uma revolução nas técnicas de tratamento de superfícies. Esta inovação deu origem à famosa tradição da cerâmica colorida, assinalando um marco significativo na história da decoração de superfícies. Os desenhos intrincados e as tonalidades vibrantes da cerâmica neolítica não só demonstraram métodos avançados de aplicação de pigmentos, como também lançaram as bases para futuros desenvolvimentos nas tecnologias de revestimento de superfícies.
Estes primeiros avanços no tratamento de superfícies - abrangendo tanto melhorias funcionais no fabrico de ferramentas como expressões artísticas na decoração de cerâmica - prepararam o terreno para o complexo e diversificado campo da engenharia de superfícies que conhecemos atualmente. Desde esses primórdios primitivos, o tratamento de superfícies evoluiu para uma disciplina sofisticada, crucial no fabrico moderno, na ciência dos materiais e nos empreendimentos artísticos.
A Oxidação por Micro-arco (MAO), também designada por Oxidação por Micro-Plasma, é um processo que envolve a combinação de eletrólito e parâmetros eléctricos específicos.
Este processo resulta no crescimento de uma película cerâmica na superfície do alumínio e do magnésio, titânioe suas ligas. A película é composta principalmente por óxidos de metais de base e é produzida pelo efeito instantâneo de alta temperatura e alta pressão da descarga por arco.
A trefilagem de metais é uma técnica de tratamento de superfície que cria linhas decorativas na superfície de uma peça de trabalho através do processo de retificação.
O azulamento é um processo em que todo o corpo é revestido com um esmalte colorido e depois cozido num alto-forno a uma temperatura de cerca de 800°C.
O esmalte colorido transforma-se de um sólido granular num estado líquido à medida que derrete e, depois de arrefecer, forma um belo esmalte colorido que é fixado ao corpo.
Nesta altura, a altura do esmalte colorido é inferior à do fio de cobre, pelo que o esmalte tem de ser reabastecido.
Em seguida, é sinterizado, normalmente quatro a cinco vezes num processo contínuo, até que o padrão seja preenchido de forma a corresponder ao nível do padrão do fio.
A granalhagem é um método de trabalho a frio que consiste em bombardear a superfície de uma peça de trabalho com pastilhas. Isto resulta na implantação de tensões residuais de compressão, o que aumenta a resistência à fadiga da peça de trabalho.
Jato de areia é um processo de remoção de impurezas e de desbaste da superfície de um substrato através do impacto de uma corrente de areia de alta velocidade.
Isto é conseguido através da utilização de ar comprimido para criar um feixe de jato de alta velocidade que pulveriza o material de jato (como areia de minério de cobre, areia de quartzo, corindo, areia de ferro ou areia de Hainan) sobre a superfície da peça de trabalho a alta velocidade, alterando a sua aparência ou forma.
A gravação é um método de remoção de material através de reação química ou impacto físico.
Normalmente, este processo também é conhecido como Gravação fotoquímica, que envolve a remoção da película protetora da área a gravar após a exposição e revelação, e a sua imersão numa solução química que provoca a dissolução e a corrosão. Isto resulta na criação de superfícies irregulares ou moldagem oca.
A IMD, ou In-Mold Decoration, também é conhecida como Painting-Free Technology e é uma técnica de decoração de superfícies muito utilizada.
A tecnologia consiste numa película transparente endurecida na superfície, uma camada de padrão impresso no meio e uma camada de injeção no verso. A tinta no centro proporciona proteção contra a fricção e evita riscos, assegurando simultaneamente que a cor permanece brilhante e não desvanece com o tempo.
A decoração fora do molde é uma combinação de elementos visuais, tácteis e funcionais num expositor.
É uma extensão da tecnologia IMD (In-Mold Decoration) e envolve uma técnica de decoração de superfícies 3D que combina características de impressão, estrutura textural e metalização.
A escultura a laser, também designada por gravação a laser ou marcação a laser, é um processo de tratamento de superfícies que utiliza princípios ópticos. Neste método, os raios laser são utilizados para criar marcas permanentes na superfície de objectos ou em materiais transparentes.
A maquinagem por descargas eléctricas (EDM) é um método de maquinagem especializado que utiliza descargas eléctricas para remover materiais condutores. Envolve impulsos de descarga entre dois eléctrodos que estão imersos num fluido de trabalho.
Os eléctrodos para ferramentas são normalmente feitos de materiais resistentes à corrosão com boa condutividade, pontos de fusão elevados e fáceis de processar, como o cobre, a grafite, as ligas de cobre-tungsténio e o molibdénio.
Durante o processo de maquinação, o elétrodo-ferramenta sofre algum desgaste, mas este é significativamente menor do que a quantidade de metal removido da peça de trabalho e pode mesmo não resultar em qualquer perda.
A texturização a laser é um processo que utiliza laser de alta densidade de energia para produzir padrões na superfície do aço, tais como pele de cobra, gravura, perlite ou outras formas de linhas.
A tampografia é um método de impressão especializado que utiliza uma almofada curva feita de silicone (ou cobre, termoplástico) e um material de borracha de silicone. O processo consiste em mergulhar a tinta da gravura na superfície da almofada e, em seguida, pressioná-la sobre a superfície do objeto pretendido para imprimir texto, padrões e outros desenhos.
A serigrafia é um método de impressão que envolve a utilização de telas de seda, fibra sintética ou metal esticadas sobre uma moldura. A tela é feita utilizando película pintada à mão ou métodos fotoquímicos de fabrico de chapas, sendo que a tecnologia moderna de serigrafia utiliza um material fotossensível para criar as chapas de tela através da fotogravura.
Este processo expõe a parte gráfica da placa de ecrã para produzir orifícios de ecrã e bloqueia os orifícios de ecrã na parte não textual.
Durante a impressão, a tinta é transferida para o substrato pressionando uma lâmina contra a tela, que espreme a tinta através da parte gráfica da tela e forma um gráfico que corresponde ao original.
A impressão térmica direta refere-se ao processo de aplicação de um agente sensível ao calor ao papel para o transformar num papel de gravação sensível ao calor. O papel de registo térmico altera as propriedades físicas ou químicas de uma substância (agente de revelação) quando exposto ao calor, dando origem a uma imagem.
O princípio da transferência de calor A impressão digital consiste em imprimir um padrão digital utilizando uma impressora e tinta de transferência especial num papel de transferência e, em seguida, utilizar uma máquina de transferência para transferir o padrão para a superfície do produto a alta temperatura e pressão, completando assim a impressão do produto.
Uma vez que as partes gráficas e não gráficas da planografia se encontram no mesmo plano, para que a tinta faça a distinção entre a parte com padrão e a parte sem padrão da chapa de impressão durante a impressão, é necessário utilizar o princípio da separação óleo-água.
Em primeiro lugar, o dispositivo de abastecimento de água do componente da placa de impressão fornece água à parte não gráfica da placa de impressão, protegendo assim a parte não gráfica da placa de impressão de ser molhada pela tinta.
Em seguida, a tinta é fornecida pelo dispositivo de fornecimento de tinta do componente de impressão para a placa de impressão.
Uma vez que a parte não gráfica da chapa de impressão está protegida pela água, a tinta só pode ser fornecida à parte gráfica da chapa de impressão.
Por fim, a tinta da placa de impressão é transferida para a pele de leite e a pressão entre o rolo de borracha e o cilindro de impressão é utilizada para transferir a tinta da pele de leite para o substrato, de modo a completar a impressão.
Por conseguinte, a planografia é um método de impressão indireto.
Para curvas impressão de superfíciesA tinta é colocada numa gravura gravada com caracteres ou padrões. Os caracteres ou padrões são então transferidos para a superfície curva e, subsequentemente, para a superfície do produto moldado através da superfície curva. A tinta é finalmente curada através de tratamento térmico ou exposição a luz ultravioleta.
A estampagem a quente refere-se ao processo de aplicação de texto e padrões feitos de materiais como a folha de alumínio na capa ou na contracapa de livros de capa dura, ou de gravação de nomes de livros ou padrões através de prensagem a quente.
A impressão por transferência de água é um tipo de impressão que utiliza alta pressão para transferir padrões de cor para um substrato a partir de um papel de transferência hidrolisado ou de uma película de plástico. O processo inclui a produção de papel de impressão por transferência de água, a imersão do papel decorativo, a transferência do padrão e a secagem do produto acabado.
O molde de serigrafia plana consiste numa tela de poliéster ou nylon (também conhecida como "placa floral") montada numa estrutura quadrada e com um padrão de estêncil. O padrão de estêncil permite que a pasta de cor passe através da parte com padrão da placa de flores, enquanto a parte sem padrão é selada com uma camada de película de polímero.
Durante a impressão, a placa de flores é pressionada contra o tecido e preenchida com pasta de cor. A pasta é então raspada para a frente e para trás com um raspador, fazendo com que penetre no padrão e atinja a superfície do tecido.
A calandragem é um processo de acabamento para couro pesado que utiliza calor e pressão para criar uma superfície lisa e brilhante. O processo envolve a introdução do material numa máquina onde é aquecido e derretido, sendo depois moldado numa folha ou película e arrefecido antes de ser enrolado.
O processo de calandragem aproveita a plasticidade das fibras para aplanar a superfície do tecido ou produzir linhas oblíquas finas e paralelas. O material mais comummente utilizado para a calandragem é o cloreto de polivinilo.
Antes da pintura, o processo de remoção de matérias estranhas aderentes ou geradas na superfície de base para melhorar a aderência entre a superfície de base e o revestimento ou para conferir à superfície uma certa resistência à corrosão, também pode ser designado por pré-tratamento.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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