SLIDE TA4

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Engenharias
Ciência dos Materiais
2º./3º Semestre
Prof. Msc. Eduardo Estambasse
TA 4
Processamento e Desempenho 
dos Materiais
Resumo
:Unidade de Ensino 4
Competência da 
:Unidade de Ensino
Conhecer conceitos que permitam ao aluno selecionar materiais 
adequados para uma determinada aplicação, de modo a atender 
às características de desempenho esperadas, no que se refere
a escolha do material e sua utilização.
:Resumo
Obter conhecimentos sobre:
1. Desempenho dos materiais metálicos;
2. Desempenho dos materiais cerâmicos;
3. Desempenho dos materiais poliméricos
4. Desempenho dos materiais compósitos;
Palavras- :chave
Processos de fabricação; metais; cerâmicas;
polímeros; compósitos; desempenho.
Título da teleaula:
Processamento e desempenho 
dos materiais
Teleaula nº: 4
Convite ao estudo
Você sabe como são feitas as coisas?
Você conhece a usinagem dos materiais? 
O que émais viável, injetar ou imprimir uma peça?
Conhecimentos prévios
Usinagem dos materiais
Conformação mecânica
Extrusão
Fundição
Prototipagem
Laminação
Pultrusão
Colagem
Pensando a aula:
situação geradora de aprendizagem
EMIS
SP’s:
1) :EMIS Consulting Auxilio a Nintai sobre materiais 
para confecção de engrenagens. Quais são 
os principais processos de fabricação?
2) :Proposta de consultoria em uma olaria Como 
aumentar a produção na olaria?
Pensando a aula:
situação geradora de aprendizagem
SP’s:
3) Fábrica de caixas d’á :gua DA produção 
em amianto esta proibido, seria possível utilizar 
outro mátria para a fabricação? 
4) Fabricação de peças aeroná :uticas 
Vamos ajudar a EMIS 
a identificar os processos mais 
adequados para a produção 
das peças dos aviões?
Pensando a aula:
situação geradora de aprendizagem
Cápsula 1 “Iniciando o estudo”
Situação-Problema 1
1) :EMIS Consulting Auxilio 
a Nintai sobre materiais para 
confecção de engrenagens. 
Quais são os principais 
processos de fabricação?
Problematizando a Situação-Problema 1
Os materiais metálicos e suas ligas são os mais utilizados nas 
diversas áreas das ciências e engenharias e são agrupados 
em duas classes:metais ferrosos e não ferrosos.
Os materiais ferrosos são produzidos em quantidades 
superiores a de qualquer outro material metálico, em virtude 
da disponibilidade abundante de matéria-prima, facilidade de 
conformação, viabilidade econômica e, por fim, pela 
versatilidade de suas propriedades físicas e mecânicas.
Em materiais ferrosos, o principal 
elemento de liga e o carbono (C)
Problematizando a Situação-Problema 1
Nos aços, as propriedades mecânicas são sensíveis ao teor de 
carbono, isto e, quanto maior a concentração de carbono mais duro 
e menos dúctil é o aço.
Resolvendo a Situação-Problema 1
Tratamentos térmicos aços 
baixo carbono.
Resolvendo a Situação-Problema 1
Os aços e as ligas com baixo teor de 
carbono são tipicamente aplicados na 
construção de edifícios, pontes, perfis 
estruturais, carcaças e componentes 
de automóveis, entre outras.
Resolvendo a Situação-Problema 1
Na Tabela é possível analisarmos a especificação, o limite de 
resistência a tração, limite de escoamento e ductilidade de alguns 
aços-carbono comuns com baixo teor de carbono.
Resolvendo a Situação-Problema 1
As engrenagens e virabrequins são componentes mecânicos que 
tipicamente são fabricados com aços com médio teor de carbono 
(0,25 a 0,6 %p C), apresentam baixa temperabilidade e podem ser 
tratados termicamente com sucesso em seções muito finas e com 
elevada taxa de resfriamento.
Cápsula 2 “Participando da aula”
Situação-Problema 2
2) Proposta de consultoria em uma 
:olaria Como aumentar a produção na 
olaria?
Problematizando a Situação-Problema 2
Os materiais cerâmicos são utilizados nas mais diversas aplicações 
de engenharia em virtude da diversidade das composições básicas 
e ligações Inter atômicas, que resultam em diferentes propriedades 
do material final.
Problematizando a Situação-Problema 2
Resolvendo a Situação-Problema 2
O vidro e um dos tipos de materiais 
cerâmicos com o qual temos contato 
diariamente: o vemos em recipientes, 
janelas, espelhos, utensílios domésticos, 
entre outros.
Resolvendo a Situação-Problema 2
A utilização de vidros e importante, principalmente em aplicações 
que envolvam sua resposta ao aquecimento, pois, diferentemente 
dos materiais cristalinos, não existe uma temperatura em que o 
liquido se transforma em solido.
Resolvendo a Situação-Problema 2
Os produtos a base de argila são 
materiais muito utilizados 
e encontrados em abundancia 
em virtude da facilidade que 
esses são feitos. Esses produtos 
são basicamente de dois tipos: 
os produtos estruturais (tijolos, 
telhas, tubos de esgoto) e loucas 
brancas (porcelana, loucas, 
cerâmicas etc.).
Resolvendo a Situação-Problema 2
Extrusão como forma de fabricação do tijolo
Cápsula 3 “Participando da aula”
Situação-Problema 3
3) Fábrica de caixas d’á :gua
A produção em amianto esta 
proibido, seria possível utilizar 
outro material para a fabricação? 
Situação-Problema 3
Os materiais poliméricos são classificados de varias maneiras:
pela forma que as moléculas são sintetizadas, 
pela sua estrutura molecular, ou 
através da sua família química.
Situação-Problema 3
Os polímeros são classificados em duas 
classes principais: 
plásticos e elastômeros
Entre as propriedades dos plásticos, 
destacam-se: 
baixa densidade, baixa 
condutividade térmica e elétrica, 
boa tenacidade, boa resistência a 
ácidos, bases 
e umidade, 
alta rigidez 
dielétrica 
(uso em 
isolamento 
elétrico)
Problematizando a Situação-Problema 3
Os termoplásticos amolecem quando 
aquecidos e endurecem quando 
resfriados e esses processos são 
totalmente reversíveis e podem ser 
repetidos, isto e, reciclados.
Já os termorrígidos requerem 
calor e pressão para molda-los. 
Eles são produzidos em uma forma 
permanente e curados ou “ativados”
por meio de 
reações 
químicas, 
como a 
reticularão.
Problematizando a Situação-Problema 3
Outro tipo de polímero 
são os elastômeros, 
popularmente 
conhecidos como 
borrachas. Eles são 
polímeros que, 
em temperatura 
ambiente, suportam 
grandes alongamentos 
sob carga e retornam a 
condição original 
quando a carga e 
liberada.
Resolvendo a Situação-Problema 3
A maioria das propriedades dos polímeros são características 
intrínsecas, isto e, de um polímero especifico. As substâncias 
denominadas como aditivos são introduzidas para melhorar 
ou modificar as propriedades dos polímeros.
Resolvendo a Situação-Problema 3
Os materiais poliméricos podem ser processados por diversas 
técnicas que serão determinadas com base em alguns 
fatores, como a natureza do material (ser termoplástico ou 
termorrígido), a temperatura de fusão (para os 
termoplásticos) e degradação (para os termorrígidos).
Resolvendo a Situação-Problema 3
Na fabricação de caixas d’agua e utilizado o 
polietileno de alta densidade (PEAD), que e 
um material termoplástico, e a técnica mais 
adequada de fabricação e a rotomoldagem.
Cápsula 4 “Participando da aula”
Situação-Problema 4
4) Fabricação de peças aeroná :uticas Vamos ajudar a EMIS a 
identificar os processos mais adequados para a produção das 
peças dos aviões?
Problematizando a Situação-Problema 4
Os materiais compósitos são típicos do consumo da indústria de 
tecnologias avançadas, como a aeronáutica, automóveis, barcos, 
pecas de esportes e dispositivos médicos.
Resolvendo a Situação-Problema 4
A função da matriz nesses materiais e dar forma a parte composta,proteger os reforços do meio ambiente e permitir a transferência de 
cargas para o reforço.
Resolvendo a Situação-Problema 4
Resolvendo a Situação-Problema 4
O compósitos são classificados em duas 
categorias: laminados, que têm camadas 
ligadas em conjunto com orientações 
específicas da disposição das fibras e 
painéis sanduiche que são materiais 
estruturais de múltiplas camadas contendo 
um núcleo de baixa densidade entre 
camadas finas de materiais compósitos.
Resolvendo a Situação-Problema 4
� Iônica;
Alguns dos métodos mais comuns de fabricação de compósitos são:
laminação manual e automática (hand lay-up e automatized lay-up), 
spray up, enrolamento
filamentar (filament winding), 
modelagem por 
transferência de resina 
(resin transfer molding) 
e pultrusão.
Resolvendo a Situação-Problema 4
� Iônica;
A técnica conhecida como 
enrolamento filamentar consiste no 
enrolamento de fibras continuas 
impregnadas de resina 
em torno de um cilindro, mandril ou 
do perfil que se deseja.
Resolvendo a Situação-Problema 4
� Iônica;
A pultrusão e um processo de laminação contínuo utilizado 
principalmente para produção de longos perfis lineares de seção 
transversal constante. Essa técnica de fabricação émuito 
semelhante a extrusão, exceto pelo fato de que o material 
compósito deve ser puxado ao invés de ser empurrado por meio de 
uma matriz, como acontece na extrusão.
Cápsula 5 “Participando da aula”
Provocando novas situações
Bambu para toda obra. 
A pesquisa permitiu a produção de um compósito - um material 
feito a partir da combinação de diferentes elementos - que alia o 
bambu àmadeira reflorestada de pinus.
� Esta reportagem foi veiculada no site: https://goo.gl/jr38gP, 
no dia 28/03/2017.
Diálogo do professor com alunos
Da arte aos materiais avançados.
A cerâmica sempre foi um material de destaque, nesta 
reportagem é apresentado o trabalho de torneamento do barro 
para a construção de vaso.
� Clique no link para acessar a matéria: https://goo.gl/ZeJQVq.
Diálogo do professor com alunos
A usinagem é um processo de construção de peças por retirada de 
material. Com as inovações em materiais que suportam maior 
resistência, as ferramentas de desbastes também passaram por 
inovações, acesse o vídeo e conheça mais sobre este processo.
Clique no link para acessar a matéria: https://goo.gl/5AaU3Q.
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