Constante de mola de molas cerâmicas injetadas a baixa pressão

Abstract

INTRODUÇÃONos últimos anos houve um crescente interesse na fabricação das molas cerâmicas, visando aplicações que exijam resistência à corrosão, tanto em temperatura ambiente como em alta temperatura [1][2][3][4][5][6]. Molas e enrolamentos cerâmicos têm sido obtidos por usinagem de cilindros, por extrusão de misturas de cerâmicas com polímeros ou pelo processo sol-gel [1][2][3][4][5][6]. Enquanto o primeiro processo é flexível, mas de custo elevado, nos dois últimos existe a dificuldade de extrair o ligante sem deformar as molas.As molas cerâmicas possuem a vantagem de suportarem ambientes quimicamente agressivos, pois possuem resistência à corrosão de ácidos e bases e também resistência em temperaturas elevadas. Molas cerâmicas devem possuir elevada tenacidade à fratura, alta dureza, excelente resistência ao desgaste e baixa condutividade térmica [7]. De fato, uma desvantagem das molas metálicas é que elas perdem sua função em altas temperaturas. Molas cerâmicas possuem formatos extremamente difíceis de serem moldados e, conseqüentemente, atualmente são produzidas comercialmente molas cerâmicas pelo processo de usinagem, geralmente a um custo elevado. Uma alternativa para a produção de molas cerâmicas é a moldagem por injeção em baixa pressão. Para o desenvolvimento de molas cerâmicas para aplicações tecnológicas, é necessário, além de obter peças íntegras e livres de defeitos, aferir algumas de suas propriedades, como a constante de mola. Uma vez que estas molas encontram aplicação em altas temperaturas, torna-se imprescindível realizar a medida da resistência imposta pela mola à deformação elástica em diferentes temperaturas. Para tanto, este trabalho propõem a montagem de um sistema para a medição da constante de mola de molas cerâmicas injetadas a baixa pressão, tanto à temperatura ambiente como em altas temperaturas, usando o método dinâmico da excitação por impulso para medir a frequência de vibração da mola suspensa no interior de um forno. Para ilustrar a aplicação desta técnica são apresentados resultados obtidos para uma mola helicoidal de alumina, da temperatura ambiente até 1100 o C. Palavras-chave: moldagem por injeção em baixa pressão, molas cerâmicas, constante de mola. AbstractThe machining of sintered ceramic parts is a difficult process, mainly due to the hardness and brittleness of these materials, which implies in high production costs.

Manufacturing and deformation behavior of alumina and zirconia helical springs at room temperature

“…The literature reports the realization of springs from numerous structural ceramics. In addition to highstrength oxide materials, such as alumina, 5,[12][13][14] alumina toughened zirconia (ATZ), 11 zirconia toughened alumina, 15 tetragonal zirconia polycrystals (TZP), 12 and partially stabilized zirconia (PSZ), 4,11 the spectrum of materials also includes silicon nitride 2,10,11 and graphite. 7 Great potential is seen for springs made of ceramic composites such as C/SiC 16 and multi-composites containing mullite, SiC particles, and SiC whiskers.…”