O que é formação superplástica?

A formação superplástica é um processo especializado em metalurgia que permite que as folhas de ligas metálicas, como o alumínio, sejam esticadas em comprimentos dez vezes maiores que as das ligas convencionais, sem degradar as propriedades materiais do metal. O processo permite a fabricação de peças metálicas complexas, o que elimina a necessidade de parafusos e elementos de fixação para anexar peças metálicas individuais em uma unidade maior. A formação de metal dessa natureza é mais frequentemente usada na indústria aeroespacial, mas também possui aplicações para equipamentos esportivos de alto desempenho, bem como nos setores de energia, defesa e medicina.

A ciência do trabalho em metal que é usada na formação superplástica é dividida em três condições de deformação: micrograin, transformação e superplasticidade de tensão interna. O método mais importante para metais envolve a superplasticidade das microgravuras, onde as estruturas cristalinas dos grãos têm 10 mícrons ou menos. A temperatura do metal também deve estar aproximadamente na metade do ponto de fusão da liga metálica sendo formada e as taxas de deformação variam de 0,001 a 0,0001. Essas condições limitam os tipos de ligas que exibirão superplasticidade a um pequeno número.

Os processos industriais para a formação superplástica de chapas metálicas incluem vácuo e termoformagem, trefilação profunda e ligação por difusão. A conformação a vácuo usa variação nas pressões de gás para moldar o metal em uma matriz, enquanto a termoformação usa processos estabelecidos que são tradicionais para a fabricação de termoplásticos. Ambos os métodos são variações na formação de gás de metal quente e têm a vantagem de exigir apenas uma operação de matriz única para criar a peça.

O desenho profundo é um método convencional usado na conformação de metal que pode ser adaptado à conformação superplástica. Exige endurecimento por tensão para obter superplasticidade. O desbaste e a ruptura da peça metálica, no entanto, são possíveis no processo, portanto, geralmente não é uma escolha preferida.

A ligação por difusão não era inicialmente um processo de formação de chapa, mas foi adaptada ao seu uso. As ligas de alumínio-magnésio são comumente usadas com o método e podem ter um alongamento no processo superplástico de até 600%, mas geralmente não excedem 300%. As peças criadas pela formação superplástica e ligação por difusão são usadas em aplicações automotivas e de aeronaves que não são estruturais e não são tão caras quanto as ligas de alta resistência.

Existem várias vantagens que as peças de chapa metálica que foram submetidas à formação superplástica têm. Como suas formas podem ser mais elaboradas e maiores devido à maior capacidade de esticar o metal, elas reduzem o peso e o custo de aeronaves e veículos automotores, além de peças de metal em outras indústrias. O tempo e a complexidade da montagem também são reduzidos porque menos peças precisam ser presas juntas. As tensões entre várias partes metálicas à medida que envelhecem e respondem a mudanças de temperatura também são minimizadas.

A indústria como um todo contribui para uma ampla variedade de pesquisas e novos produtos no campo. A versatilidade aumentada das formas das chapas de metal permite a inovação em novas racionalizações e designs em uma infinidade de produtos industriais e de consumo. A formação superplástica também é essencial para a inovação na racionalização aerodinâmica e marítima.