Lasers dão novo brilho ao polimento de metais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/11/2009

Molde metálico para a fabricação de peças de vidroNULL parte inferior do molde foi deixada sem polimento, enquanto a parte superior foi polida com a nova técnica de polimento a laser.
[Imagem: Fraunhofer ILT]

Trabalho entediante

Polir superfícies metálicas é um trabalho que exige paciência, grande capacidade de concentração e muita responsabilidade - uma lixa errada ou um esforço exagerado numa área pode danificar um caro molde industrial.

Mas não é fácil achar candidatos para o emprego, porque paciência e concentração juntos geralmente significam um trabalho monótono e entediante. E apelar para as máquinas nunca foi uma alternativa, porque as máquinas de polir não conseguem lidar com as partes complexas e cheias de curvas do interior dos moldes.

Polimento a laser

Alcançar os pontos mais escondidos não é um problema para a luz. E a luz de um laser com a potência adequada pode fazer um trabalho significativo.

"O feixe de laser funde a superfície do metal a uma profundidade de 50 a 100 micrômetros. A tensão superficial garante que o metal líquido flua uniformemente, solidificando-se sem irregularidades," explica o Dr. Edgar Willenborg, do Instituto Fraunhofer, na Alemanha.

Exatamente como no processo convencional de polimento, quando lixas de granulometrias cada vez menores são passadas sobre a superfície, o polimento a laser é repetido em graus cada vez mais finos - no primeiro passo, a fusão atinge uma profundidade de 100 micrômetros, depois 90, 80 e assim, por diante, até 50 micrômetros.

A profundidade da fusão pode ser configurada pelo ajuste de vários parâmetros, entre os quais a potência do laser, a velocidade com que o laser passa sobre a superfície e o comprimento dos pulsos de luz.

Brilho do talento

A tecnologia de polimento a laser ainda não representará o desemprego para os polidores humanos dos moldes industriais mais exigentes porque o processo consegue gerar superfícies cujas saliências máximas chegam a 50 nanômetros. Um trabalhador bem treinado atinge uma precisão de 5 nanômetros.

Ou seja, se o polimento a laser vai substituir trabalhadores em um campo onde é difícil achar candidatos, ele não será capaz de dispensar os trabalhadores realmente bons.

Moldes para plásticos

A pesquisa continua em busca de aprimoramentos, mas os pesquisadores afirmam que a técnica já é boa o suficiente para algumas aplicações menos exigentes. "Nós iremos nos concentrar agora na automação dos polimentos de grau médio: uma rugosidade de 50 nanômetros é adequada para a maioria das aplicações, incluindo os moldes utilizados para a fabricação de peças de plástico," diz Willenborg.

O tempo ganho e a redução de custo alcançados com o polimento a laser são enormes. Enquanto um trabalhador gasta entre 10 e 30 minutos para polir cada centímetro quadrado, o polidor a laser gasta 1 minuto para completar o trabalho.

O primeiro protótipo do equipamento já está pronto e os pesquisadores acreditam que ele estará disponível comercialmente dentro de um a dois anos.