Projeto RHAE – 424078/2021-0

Resumo:

Plenus Duty é um líquido composto por nanopartículas (NPs) e solventes orgânicos que ao ser aplicado em superfícies metálicas cria um revestimento cerâmico ultrafino que diminui atrito e aumenta dureza superficial. As NPs que compõem o produto são funcionalizadas com moléculas orgânicas que permitem sua compatibilidade com solventes e aplicação por pistola de ar comprimido. Um tratamento térmico (TT) é necessário para eliminar as moléculas orgânicas das NPs e promover sua sinterização, formando um filme cerâmico com menos de 100 nm de espessura. Em moldes de injeção é capaz de substituir os desmoldantes convencionais por milhares de ciclos de injeção e aumentar a vida útil do molde. Atualmente o processo de TT necessário na aplicação do produto é feito manualmente com soprador de ar quente e corresponde a até 70% do tempo total de aplicação. Além do tempo, a aplicação manual pode ser fonte de variações no processo por depender da habilidade do aplicador. O projeto visa o desenvolvimento de uma nova metodologia de remoção das moléculas orgânicas e sinterização das NPs baseada na sua interação com radiação de luz ultravioleta (UV) e/ou infravermelha (IR), substituindo assim o processo de tratamento térmico manual por um processo automatizado e mais uniforme. O uso de luz UV e IR para secagem de tintas e resinas é conhecido pela indústria e há grande literatura sobre uso de radiação para eliminação de moléculas orgânicas. O grande diferencial do projeto é o uso de NPs menores que 5 nm e altamente reativas que, uma vez removidas as moléculas de sua superfície, tendem a coalescer e formar um filme denso. A formulação padrão e formulações modificadas com NPs que aumentem a interação com radiação UV e IR serão aplicadas em corpos de prova de aço. Os corpos de prova passarão pelo processo padrão de TT e por radiação a fim de se comparar os revestimentos. Os melhores resultados serão usados em molde de cliente parceiro para validação em campo.

Resultados:

O projeto teve com resultado uma mudança no protocolo de tratamento térmico utilizado na empresa para cura do produto Plenus Duty, principalmente para peças e equipamentos de grandes dimensões. Anteriormente todos esses itens passavam por tratamento térmico feito com soprador de ar quente manual, um processo moroso e que demandava atenção constante do aplicador. No decorrer do projeto foi desenvolvido o método de tratamento térmico por luz de radiação infravermelha (IR), feito com equipamento comercial e de baixo custo comumente usado em processos de serigrafia. Esse método diminuiu em até 80% o tempo gasto no processo de tratamento térmico e trouxe maior homogeneidade e reprodutibilidade, gerando assim economia de tempo e recursos.
Devido à vantagens como menor tempo, maior aérea de aplicação e maior homogeneidade, a empresa tem planos de implementar a método também a peças pequenas, hoje tratadas termicamente em forno convencional. Nesse contexto, o método foi incorporado a um equipamento que está na fase de protótipo, construído em conjunto com o CNPEM de Campinas, e que será um marco na expansão da empresa no setor de peças e equipamentos médicos.

Ainda, o método apresenta maior facilidade de implementação em clientes que queriam integrar a aplicação do produto Plenus Duty em suas linhas de produção.

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