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Metais leves por nanotecnologia

A Ford e a Boeing trabalham juntas em desenvolvimento de tecnologias há 11 anos, num programa que tem resultado em produtos melhores para as duas.

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Agora, as duas empresas se juntaram à Northwestern University em atividades de pesquisas para participar e avaliar no campo dinâmico da nanotecnologia e outras tecnologias de ponta.

Para a Ford e a Boeing, os benefícios a longo prazo desta tecnologia incluem metais e plásticos de baixo peso, nanotintas para muito melhor estética e revestimentos que, juntos, trarão melhor desempenho e segurança a seus produtos.

O laboratório da Northwestern University é um dos mais avançados existentes, e inclui uma ferramenta toda especial: a LEAP, Local Electrode Atom Probe, sonda de átomo eletrodo local, uma de quatro existentes na América do Norte.

Esta ferramenta permitirá às duas empresas cortar pela metade o tempo necessário para se analisar a composição molecular de metais e plásticos e através dela determinar maneiras de estruturá-los para tornar mais leves e duráveis as peças de que são construídas.

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A nanotecnologia é a ciência de manipulação de materiais a nível atômico ou molecular – do tamanho de um bilionésimo de polegada.

Ela é vista como uma tecnologia de propósitos gerais, já que tem potencial para impactar todas as indústrias e as áreas da sociedade.

Ela pode ser utilizada em farmacotécnica, eletrônica, óptica, cosméticos, bloqueio de raios solares e mil outras indústrias.

Não é um produto, mas um conjunto quase interminável de ferramentas, métodos, processos e materiais que têm a possibilidade de melhorar quase qualquer produto existente.

Para a indústria automotiva, o céu parece ser o limite – e as projeções de seu uso são de que em 2015 ela esteja em 70% de tudo que entra nos veículos, algo como sete bilhões de dólares.

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Ela já existe, dentro da indústria automotiva, há mais de três décadas em catalisadores e controles de emissões, que são sistemas baseados em nanotecnologia.

Os catalisadores usam metais preciosos em nanoescala, que amplia a área da superfície metálica, reduz os custos e os torna mais eficientes.

Quatro anos atrás, o Dr. Haren Gandhi, um associado de pesquisas de catalisadores e emissões da Ford, ganhou a prestigiosa Medalha Nacional de tecnologia por seu trabalho com catalisadores.

Um pouco antes, a Ford desenvolveu microscópios de escaneamento que possibilitou aos cientistas ver com maior exatidão materiais a nível nano.

Em 2005, a Ford e a Northwestern inauguraram um novo centro de engenharia de US$ 30 milhões no campus da escola em Evanston, perto de Chicago.

A Ford entrou com US$ 10 milhões para a construção do Centro de Engenharia e Design Ford Motor Company.

Os trabalhos de pesquisas comuns entre a Ford e a Boeing resultaram até agora, e entre outros, três desenvolvimentos interessantíssimos.

• Modelagem de fatores humanos: a Ford compartilhou com a Boeing a sua ‘Roupa de Terceira Idade’, feita de materiais que adicionam volume e massa, restringem a movimentação e a visão.

Ele é uma ferramenta importante para dar aos engenheiros e designers uma sensação física própria das necessidades dos mais velhos. Utilizando essa roupa, os engenheiros das duas empresas pesquisam interiores de automóveis e aviões mais amigáveis ao usuário.

  • Adesivação de alumínio: a Boeing passou à Ford seu extenso conhecimento em adesivação de alumínio, que foi utilizado no supercarro Ford GT. A tecnologia empregada, que inclui o uso da ‘solda por atrito de agitação’, foi empregada na adesão do túnel central ao painel de piso, sem deformação.

• Prototipação rápida: as duas empresas compartilharam conhecimentos
para refinar e desenvolver métodos que permitem que desenhos feitos em computador sejam ‘impressos’ em 3D por um laser operado pelo computador que cura uma resina foto-sensível.

Esse modelo ‘impresso’ torna-se o protótipo de uma peça, sem necessidade de se fazer a peça através de ferramental caro.

A Ford agora funde peças do tamanho de um bloco de motor em dias, em vez de semanas ou mesmo meses.

A Boeing e a Ford estão envolvidas num extenso programa de troca de tecnologias, dando acesso quase irrestrito a seu pessoal de pesquisas e desenvolvimento.

Para a Northwestern University, uma das primeiras líderes no campo da nanociência e dona de um dos primeiros centros de nanotecnologia, a aliança é um oportunidade de desenvolver relações de trabalho cada vez mais próximas.

Tendo seu pessoal ‘encaixado’ em empresas do porte da Ford e da Boeing, ganha melhor compreensão e identificação das necessidades e conhecimentos de cada um dos ‘aliados’ – e tudo isso pode ser passado aos alunos.

O estudo de nanomateriais e nanotecnologia envolve muitos departamentos e escolas dentro da universidade, englobando engenharia, química, biologia e medicina.

As experiências dos professores e os conhecimentos adquiridos pelos alunos neste novo projeto de pesquisas são oportunidades únicas de preparação para seu papel futuro de profissionais criadores de novos valores.

Na universidade, os pesquisadores da Ford estão conseguindo fundições de alumínio mais resistentes para blocos de motor mais leves e resistentes. No momento, pesquisam vidros e tintas que bloqueiam a radiação infravermelha solar e são auto-limpantes.

Estão também desenvolvendo nanofluidos, dispersando nanopartículas nos líquidos de refrigeração, nos lubrificantes de motor e nos fluidos de transmissão.

Eles descobriram que as nanopartículas reduzem o atrito e aumentam a condutividade térmica – e que ambas permitem que o líquido opere a temperaturas mais baixas.

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