Processamento Assistido por Cisalhamento e Extrusão - Guangdong BoldFrontier Technologies Co., Ltd

Laboratório Nacional do Pacífico Noroeste, Richland, Washington

O Processamento e Extrusão Assistidos por Cisalhamento (ShAPE™) permite a criação de extrusões de arame, barra e tubular que mostram uma melhoria significativa nas propriedades do material; por exemplo, extrusões de magnésio foram fabricadas com ductilidade sem precedentes (até que ponto o material pode esticar antes de quebrar) e absorção de energia (quanta energia pode ser absorvida durante a compressão de uma extrusão tubular) em relação aos métodos convencionais.

A tecnologia faz parte do conjunto de processamento de fase sólida (SPP) do PNNL, uma abordagem para a fabricação de metais que pode ser melhor, mais barata e mais ecológica do que os métodos baseados em fusão normalmente associados à fabricação de metais.

No ShAPE, um recipiente contendo material de alimentação - como pó de metal, floco ou tarugo - é forçado a entrar em uma matriz rotativa. O aquecimento por fricção é gerado na interface entre o material de alimentação e a matriz, amolecendo apenas o material que está sendo extrudado e eliminando a necessidade de pré-aquecimento da matéria-prima ou aplicação de calor externo usado na extrusão convencional. Ranhuras em espiral na face da matriz alimentam o material para dentro em direção ao orifício de extrusão, o que reduz bastante a força necessária durante a extrusão.

Por exemplo, usando o ShAPE, pó de alumínio nanoestruturado pode ser extrudado diretamente em barras redondas usando 50 vezes menos força e consumo de energia muito menor do que a extrusão convencional, ao mesmo tempo em que atinge o dobro da ductilidade. Etapas caras e demoradas exigidas pelo processamento de pó convencional são totalmente eliminadas. A força e a potência mais baixas permitem máquinas de produção substancialmente menores.

Com uma taxa de extrusão de 200:1 demonstrada para o magnésio, o ShAPE atinge em uma única passagem o que levaria a múltiplas passagens com a extrusão convencional. A tecnologia permite controlar o refinamento do grão e a orientação da microestrutura nas extrusões, o que não é possível com outros processos de extrusão. Além disso, as extrusões de magnésio feitas pela ShAPE não requerem elementos de terras raras caros para produzir extrusões com ductilidade e absorção de energia suficientes para uso em algumas aplicações automotivas estruturais (por exemplo, pára-choques de automóveis), permitindo maior acessibilidade na produção em massa.

O SHAPE pode ser um método viável para a produção de aços resistentes à fluência que podem ser usados para trocadores de calor na indústria de energia elétrica, cobre de alta condutividade e ímãs avançados para aplicação em motores elétricos. Também tem sido usado para produzir hastes de alumínio de alta resistência com aplicação na indústria aeroespacial. Em ainda outra aplicação potencial, o ShAPE se mostra promissor como um método para produzir materiais termoelétricos semicondutores.

Para obter mais informações, entre em contato com Sara Hunt, gerente de comercialização de tecnologia, em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para vê-lo..

Este artigo apareceu pela primeira vez na edição de julho de 2019 da Tech Briefs Magazine.