Controlando Custos de Usinagem Cerâmica para Inovação Futura

Demandas crescentes para reduzir o custo de usinagem, já que cerâmicas técnicas entram no mercado com novas aplicações.

A percepção geral na indústria é que custos de usinagem são muito altos e provavelmente o maior obstáculo à engenharia cerâmica.

Neste post, focamos em 3 aspectos para substituir materiais convencionais por cerâmicas e melhorar desempenho de componentes:

• O alto custo da usinagem
• Controles de custo de usinagem, e
• Desenvolvimentos futuros das cerâmicas.

1. O alto custo da usinagem é o maior problema

Assim como materiais não cerâmicos, cerâmicas técnicas requerem usinagem em forma e tamanho específicos para aplicação. A maioria constata que o alto custo de componentes cerâmicos relaciona-se diretamente ao custo de usinagem.

Indo de protótipo para quantidade de produção, a engenharia cerâmica precisa de maior inovação.

Isso ocorre porque, no nível tecnológico atual, a retífica com rebolo de diamante é o único método para usinar cerâmicas técnicas, geralmente não custo-efetivo.

Para garantir custo-efetividade, métodos inovadores de aplicação de retífica com diamante para usinagem em quantidade de produção são realmente necessários.

2. Como controlar custos de usinagem?

Vários métodos podem controlar custos ao usinar cerâmicas técnicas:

• Permitir a menor quantidade de material para usinagem em pré-formas near-net shape (próximas à forma final);
• Reduzir número de setups requeridos usinando diferentes lotes ao mesmo tempo em modo de produção;
• Usar dados de retificabilidade (grindability) para otimizar e padronizar parâmetros de retífica.

A chave que desbloqueia o entendimento do processo de retífica com rebolo de diamante será a chave que reiniciará o motor de sucesso para cerâmicas técnicas se tornarem material de escolha.

Custos de usinagem devem cair naturalmente com o aumento do volume, e mais inovação permitirá redução ainda maior.

3. Desenvolvimentos futuros das cerâmicas

Nesta parte, falamos sobre conquistas recentes e tendências em materiais cerâmicos em diferentes campos.

3.1 Materiais cerâmicos hospedeiros para laser de estado sólido

Materiais cerâmicos policristalinos para laser ganham importância no desenvolvimento de lasers de estado sólido bombeados por diodo.

Comparados a monocristais, materiais cerâmicos para laser oferecem vantagens em facilidade de fabricação, forma, tamanho e controle de concentrações de dopante.

Lasers cerâmicos policristalinos têm enorme potencial incluindo sensoriamento remoto e pesquisa de exploração espacial. Também é potencialmente muito mais barato produzir materiais cerâmicos para laser que contrapartes monocristalinas devido ao tempo de fabricação mais curto e potencial para produção em massa em grandes tamanhos.

3.2 Cerâmicas na indústria aeroespacial

Cerâmicas são usadas no aeroespacial porque são mais leves que metais, permitindo velocidades maiores, consumo reduzido de combustível, maiores cargas úteis e tempos mais longos no espaço para veículos de exploração.

Resistência a alta temperatura permite motores de aeronaves comerciais e militares rodarem mais quentes, reduzindo emissões, sendo crítico para cúpulas e radomes em sistemas de armas que viajam sob condições extremas.

Isolamento elétrico é necessário para evitar interferência eletromagnética com instrumentação a bordo e sistema de comunicação entre piloto e controle de solo.

3.3 Azulejos cerâmicos

A demanda por azulejos cerâmicos deve-se à crescente indústria de construção e infraestrutura. Forte crescimento da construção em economias emergentes como Índia, China, Brasil e países do Sul da Ásia deve impulsionar o mercado de azulejos cerâmicos no futuro.

Aumento da industrialização e urbanização também resultou em demanda crescente por edifícios comerciais e residenciais nas economias emergentes.

Isso é tudo sobre questões de custo e desenvolvimentos da engenharia cerâmica, e esperamos que seja útil. Não hesite em deixar seu comentário abaixo se tiver dúvidas.

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