Projeto, construção e homologação de um reator industrial para extração de ligantes e sinterização assistidos por plasma (PADS) de peças injetadas

Abstract

Esta dissertação tem por objetivo apresentar de forma detalhada as etapas de projeto, construção e homologação de um reator híbrido plasma resistores elétricos para o processamento de componentes mecânicos obtidos a partir da tecnologia de moldagem de pós metálicos por injeção (MIM) em escala industrial. O reator de extração de ligantes e sinterização em ciclo único (PADS) foi desenvolvido segundo o processo de plasma aplicado ao processamento de materiais metálicos, desenvolvido no Laboratório de Materiais (LabMat) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) desde 1997. A partir da utilização de uma metodologia de projeto, o equipamento foi projetado em quatro etapas na seguinte seqüência: projeto informacional, projeto conceitual, projeto preliminar e projeto detalhado. Este enfoque proporcionou ao equipamento um caráter multidisciplinar onde, a partir de diversos ramos da engenharia, obteve-se um equipamento em escala industrial para a empresa Steelinject Ltda (uma empresa Lupatech S/A). A necessidade da utilização de processos mais produtivos e modernos, bem como corretos ambientalmente na indústria foram premissas na obtenção do equipamento. Neste trabalho é apresentado o projeto de engenharia, construção do equipamento e homologação do reator, a partir do processamento de duas ligas metálicas: aço ao carbono Fe2Ni0,6C e aço inoxidável AISI 316-L. Os resultados encontrados foram condizentes com o esperado para a tecnologia MIM, em relação ao desempenho físicomecânico como dimensional dos produtos processados, de forma que o equipamento foi aprovado pela empresa Steelinject para operação em escala industrial. As patentes internacionais do processo e do equipamento foram depositadas, identificando o elevado grau de desenvolvimento tecnológico realizado em parceria entre o LabMat (UFSC) e a empresa Steelinject Ltda (uma empresa Lupatech S/A).

This work presents in a detailed view the three steps of the hybrid plasma electric heating PADS reactor: the design, construction and homologation. This reactor has been developed to process mechanical components by metal injection molding (MIM) technique on industrial scale. The debinding and sintering single cycle reactor (PADS) was developed from the plasma materials process technique developed by the Materials Laboratory (LabMat) of Federal University of Santa Catarina (UFSC) since 1997. Following a design methodology the equipment has been designed in four steps: informational design, concept design, preliminary design and detailed design. This way gave to the project a multidisciplinary feeling from different engineering areas. The industrial equipment was obtained to Steelinject Ltd (Lupatech S/A Company). The necessity of using more productive and modern process, as well as environmentally correct on the industry had been premises on the attainment of the equipment. This work presents the mechanical engineering project, construction and homologation of the reactor inside Steelinject Company, as well as routes to process two metallic alloys: carbon steel Fe2Ni0,6C and stainless steel AISI 316-L. The PADS results obtained were approved based on MIM technology references to physic-mechanical properties and dimensional accuracy to the processed products. The equipment was approved by Steelinject Company to the industrial operation. The international process and equipment patents were obtained showing the high level of technological development used between LabMat (UFSC) and Steelinject Ltd (Lupatech S/A Company).