Quando se está desenvolvendo um novo projeto, seja de um equipamento, máquina, componente ou peça específicos, é necessário pensar muito bem em qual material será utilizado, de modo que seu equipamento consiga trabalhar com alta performance, sem sofrer nenhuma falha ou ter sua vida útil reduzida por outro fator como corrosão.
Trouxemos então, nesse artigo, quais são as possibilidades de classes de materiais existentes, quais as propriedades que devem ser monitoradas, e como se dá a construção de uma seleção de materiais eficiente.
Existem inúmeros materiais disponíveis no mercado, e com o avanço da tecnologia, eles estão cada vez mais resistentes e duráveis. Abaixo são listadas as famílias e as suas respectivas classes de materiais que podem ser encontrados:
Dentre eles, as propriedades a serem observadas e monitoradas podem ser:
No entanto, nem sempre o melhor material é o que você precisa. A engenharia busca eficiência e qualidade a um menor custo possível e, por isso, “pecar para mais” as vezes não é o mais indicado. É preciso entender a sua real demanda, para alocar o material ideal, e gastar apenas o necessário. Assim, a seleção de materiais é feita através de quatro passos:
Tradução – reinterpretar os requisitos de projeto em termos de função, restrições, objetivos e variáveis livres;
Triagem – deduzir limites de atributos das restrições e aplicar esses limites para isolar um subconjunto de materiais viáveis;
Classificação – ordenar os candidatos viáveis pelo valor de um índice de material, o critério de excelência que maximiza ou minimiza alguma medida de desempenho.
Documentação – pesquisar documentação para os candidatos mais bem classificados, explorando aspectos de seu histórico, sua utilização estabelecida, seu comportamento em ambientes relevantes, sua disponibilidade e outros, até montar um quadro suficientemente detalhado que possibilite uma escolha final.
Definir um requisito do projeto compreende em responder aos seguintes questionamentos:
1- Função: O que o componente faz?
2- Restrições: requisitos essenciais que devem ser cumpridos, por exemplo: rigidez, resistência mecânica, resistência à corrosão, características de conformação etc.
3- Objetivo: O que deve ser maximizado ou minimizado?
4- Variáveis livres: Quais são as variáveis não restringidas do problema?
Enquanto a triagem é feita utilizando-se de gráficos de engenharia chamados Diagramas Banana, onde propriedades são correlacionadas para uma gama de família de materiais.
E aí, ainda tem dúvida de como encontrar o material que você precisa? Chama a gente!
Autores: Leticya Paulino, Daiana Silva e Heittor Inácio
Bibliografia:
GRANTA MATERIAL INSPIRATION, Cambridge University.
Materials Selection in Mechanical Design, Ashby, 2011.