Como uma tinta pode facilitar cortar um metal?

Redação do Site Inovação Tecnológica -  21/09/2015

O fluxo sinuoso aparece destacado na imagem à esquerda. À direita, a redução repentina da força necessária ao corte quando a ferramenta chega à área pintada. [Imagem: Ho Yeung/Koushik Viswanathan/Purdue University]

Fluxo sinuoso

Engenheiros da Universidade Purdue, nos EUA, descobriram um tipo de deformação desconhecida até agora, que ocorre nos metais quando eles são submetidos a estresse, o que inclui operações de dobra e corte.

O fenômeno, batizado de fluxo sinuoso, foi descoberto usando microfotografias de alta velocidade e simulações computadorizadas.

Ao ser cortado, o metal se deforma em dobras, contrariando as teorias anteriores, que afirmavam que o metal se cisalharia uniformemente - as dobras lembram as que ocorrem no mel sendo derramado em uma vasilha.

"Quando o metal se rompe durante um processo de corte, ele forma essas dobras finamente espaçadas, que pudemos ver pela primeira vez somente por causa da observação direta em tempo real," disse o professor Ho Yeung.

Dobraduras metálicas

A boa notícia é que a observação permitiu descobrir uma forma de evitar as dobraduras no metal.

E a supressão desse fenômeno poderá aumentar a eficiência de todos os processos de trabalhar metais, do corte de chapas à usinagem e torneamento.

Além da melhor qualidade do processamento, haverá um ganho substancial no consumo de energia, uma redução drástica na força que deve ser aplicada às peças e um menor tempo de processamento.

Tinta mágica

Os experimentos mostraram que a força de corte - a força aplicada por uma prensa, por exemplo - pode ser reduzida em 50% simplesmente pintando a superfície metálica com uma tinta comum, o que, por razões ainda desconhecidas, suprime o fenômeno do fluxo sinuoso.

Mais estranho ainda, a pintura deve ser feita não na superfície que está sendo trabalhada, mas no verso dela, no outro lado da chapa.

"Isto pode soar estranho, até mesmo ridículo, para as pessoas da área, porque o corte não está acontecendo na superfície pintada, ele está ocorrendo a uma certa profundidade abaixo," comentou o professor Koushik Viswanathan.

Mas o importante é que funciona. Para tirar a prova, a equipe pintou apenas metade de uma chapa: quando a ferramenta de corte chegou na porção pintada, a força aplicada caiu imediatamente para a metade.

A equipe afirma que poderá haver muitos ganhos adicionais quando o fluxo sinuoso for completamente compreendido - assim como sua supressão quase por mágica -, alcançando praticamente toda a indústria metal-mecânica.

Bibliografia:

Sinuous flow in metals
Ho Yeung, Koushik Viswanathan, Walter Dale Compton, Srinivasan Chandrasekar
Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: 112 no. 32, 9828-9832
DOI: 10.1073/pnas.1509165112