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O projeto IN-SITU-CAST enquadra-se na estratégia de crescimento e reforço da capacidade competitiva e internacionalização da FERESPE, através do desenvolvimento de produtos diferenciados e de elevado valor acrescentado para os segmentos de mercado "Construction machinery-Offshore and Onshore" e "Dredging equipment-Offshore and Onshore". O impacto deste projeto reside no desenvolvimento de uma tecnologia avançada de produção adaptada ao processo de fundição que permite produzir componentes de geometria complexa e características tribológicas específicas que vão ao encontro das necessidades de mercado identificadas pela FERESPE.
Concretamente, o projeto visa investigar e desenvolver compósitos de matriz metálica reforçada com cerâmicos (MMCs) para aplicação em componentes vazados, permitindo obter uma combinação ideal de resistência ao desgaste (conferida pela fase cerâmica) e tenacidade (conferida pela matriz metálica). Serão desenvolvidas tecnologias aplicadas a três materiais, atualmente fabricados na FERESPE e com potencial estratégico para aplicações de desgaste: ferros brancos de alto crómio, aços inoxidáveis e aços estruturais.
No primeiro caso, o desenvolvimento de um reforço superficial à base de carbonetos de liga com dureza ainda mais elevada do que a dureza dos carbonetos de crómio permitirá obter um grau de material com uma resistência ao desgaste maximizada em combinação com a tenacidade conferida pela matriz austenítica. No segundo caso, visa-se obter uma combinação ideal de tenacidade e resistência à corrosão (conferidas pela matriz de aço inoxidável) com a resistência ao desgaste (conferida pelas partículas de cerâmico). No caso dos aços estruturais, a aplicação localizada de um reforço superficial de elevada dureza permitirá transformar um material de baixo custo num grau de qualidade superior, combinando, ainda, o seu bom desempenho na maquinação que permite produzir componentes complexos com elevada precis  |
Resumo
O projeto IN-SITU-CAST enquadra-se na estratégia de crescimento e reforço da capacidade competitiva e internacionalização da FERESPE, através do desenvolvimento de produtos diferenciados e de elevado valor acrescentado para os segmentos de mercado "Construction machinery-Offshore and Onshore" e "Dredging equipment-Offshore and Onshore". O impacto deste projeto reside no desenvolvimento de uma tecnologia avançada de produção adaptada ao processo de fundição que permite produzir componentes de geometria complexa e características tribológicas específicas que vão ao encontro das necessidades de mercado identificadas pela FERESPE.
Concretamente, o projeto visa investigar e desenvolver compósitos de matriz metálica reforçada com cerâmicos (MMCs) para aplicação em componentes vazados, permitindo obter uma combinação ideal de resistência ao desgaste (conferida pela fase cerâmica) e tenacidade (conferida pela matriz metálica). Serão desenvolvidas tecnologias aplicadas a três materiais, atualmente fabricados na FERESPE e com potencial estratégico para aplicações de desgaste: ferros brancos de alto crómio, aços inoxidáveis e aços estruturais.
No primeiro caso, o desenvolvimento de um reforço superficial à base de carbonetos de liga com dureza ainda mais elevada do que a dureza dos carbonetos de crómio permitirá obter um grau de material com uma resistência ao desgaste maximizada em combinação com a tenacidade conferida pela matriz austenítica. No segundo caso, visa-se obter uma combinação ideal de tenacidade e resistência à corrosão (conferidas pela matriz de aço inoxidável) com a resistência ao desgaste (conferida pelas partículas de cerâmico). No caso dos aços estruturais, a aplicação localizada de um reforço superficial de elevada dureza permitirá transformar um material de baixo custo num grau de qualidade superior, combinando, ainda, o seu bom desempenho na maquinação que permite produzir componentes complexos com elevada precisão dimensional e qualidade superficial.
São propostos três métodos para a formação de reforços localizados: dois métodos ex-situ e um método in-situ. No primeiro caso, o reforço cerâmico é previamente produzido com a forma desejada e introduzido, posteriormente, na cavidade moldante. Pretende-se testar a aplicação de cerâmicos porosos obtidos por fabrico aditivo e comparar os resultados com a técnica mais convencional. No segundo caso, o reforço será formado por combustão auto propagável a temperaturas elevadas (self-propagating high temperature synthesis-SHS) a partir de um compacto que é inserido na moldação antes do vazamento. O método SHS e a aplicação de espumas cerâmicas obtidas por impressão 3D, constituem soluções inovadoras à escala industrial, não obstante existirem inúmeros problemas a ultrapassar, nomeadamente, maior reatividade, diferenças de coeficiente de expansão térmica dos materiais, assim como problemas de molhabilidade, de fissuração na interface metal/cerâmico e de modificação química e microestrutural da matriz.
Para a implementação desta tecnologia avançada de produção serão desenvolvidos três protótipos, em que a definição do material, geometria, processo de fundição e método de incorporação do reforço terá em consideração os resultados obtidos previamente em amostras reforçadas de geometria simples e complexa. Estes protótipos serão testados em condições de serviço, permitindo validar a viabilidade das novas soluções, pretendendo-se numa fase posterior, alargar a sua industrialização a outros mercados/clientes. |