109 INOVAÇÃO EM MATERIAIS No subsequente tratamento térmico, o alumínio espumável expande-se várias vezes. A espuma resultante forma uma ligação sólida com as duas folhas de cobertura, formando uma estrutura do tipo sanduíche. Após arrefecer, esta estrutura é cortada na dimensão necessária. “As espumas metálicas, especialmente as espumas de alumínio, são usadas principalmente como material central em estruturas tipo sanduíche”, explica Lies. As camadas exteriores são geralmente feitas de aço ou alumínio. “As camadas superiores suportam cargas, o núcleo impede o contato direto entre as folhas”, é assim que o investigador do Fraunhofer explica as propriedades especiais do material de alta tecnologia. A ligação entre as camadas superiores e o núcleo ocorre geralmente através da ligação metálica adesiva. LEVE, RÍGIDO E AREJADO: SANDUÍCHE COM RECHEIO DE ESPUMA “Dependendo do design, os painéis tipo sanduíche têm uma rigidez à flexão muito elevada. Este efeito é utilizado para tornar os conjuntos mais leves e, assim, manter ou até melhorar a rigidez dos mesmos”, explica Lies. Segundo o investigador, dependendo do critério de otimização, é possível obter poupanças de peso significativas com a mesma rigidez (até cerca de 30%) ou aumentos substanciais da rigidez sem aumentar o peso. As vantagens específicas da utilização de espuma metálica em máquinas, em termos de eficiência e sustentabilidade, residem, segundo Lies, numa “melhoria notável do amortecimento graças ao núcleo espumado e numa considerável redução de peso através de estruturas tipo sanduíche”. O facto de as espumas metálicas também poderem ser facilmente recicladas tem um efeito positivo na pegada ecológica. “Como não é utilizado adesivo na produção do sanduíche, o material pode ser utilizado nos ciclos existentes para o tratamento de sucata metálica composta por aço e alumínio”, diz o investigador. PERSONALIZAÇÃO GRAÇAS AO FABRICO ADITIVO Os componentes feitos de espuma metálica – ou mais precisamente, de materiais híbridos porosos (HyPo) – também podem ser fabricados em impressão 3D, com a vantagem de as câmaras de ar poderem ser posicionadas com precisão. Os componentes produzidos desta forma podem ser ainda mais otimizados para aplicações especiais, uma vez ESPUMA METÁLICA A PARTIR DA IMPRESSORA 3D Componentes fabricados a partir de materiais híbridos porosos (HyPo) podem ser produzidos por impressão 3D. Investigadores da WGP (Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik, em inglês The German Academic Association for Production Technology) estabeleceram como objetivo o desenvolvimento, até 2027, de um processo de fabrico adaptável e robusto para materiais HyPo. A produção de espuma metálica por fabrico aditivo está atualmente a ser investigada no centro de investigação colaborativa: SFB/Transregio TRR375, intitulado ‘Multifunctional HighPerformance Components made of hybrid porous materials (HyPo)’, com a participação da Universidade de Kaiserslautern-Landau (RPTU) e da Universidade Leibniz de Hanôver durante o primeiro período de financiamento. Dois métodos principais estão integrados no programa de investigação. Um método baseado em laser (DED-LB – Laser Beam Direct Energy Deposition) e um método baseado em arco (WAAM – Wire Arc Additive Manufacturing) são utilizados para fabricar estruturas porosas graduadas e materiais graduados a partir de híbridos. O foco da investigação é a distribuição graduada das propriedades desses materiais, explica o coordenador do projeto, Thomas Hassel, do Instituto de Ciência dos Materiais da Universidade Leibniz de Hanôver (LUH). Mais informações disponíveis em: https://www.trrhypo.de A espuma de alumínio é produzida em forma de sanduíche. A união dos materiais é feita inteiramente em metal, sem qualquer tipo de adesivo. Portanto, as espumas metálicas podem ser facilmente recicladas.
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