Artigo Processamento de materiais cerâmicos Rev 05

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O USO DA CERÂMICA AVANÇADA NA INDÚSTRIA DE JÓIAS 
 
ALVES, Thaís1; SANTOS, Verlane2. 
1Graduanda em engenharia de materiais, Senai Cimatec, Salvador, Bahia, thais270795@gmail.com. 
2Graduanda em engenharia de materiais, Senai Cimatec, Salvador, bahia, verlane.santos25@gmail.com 
 
 
 
RESUMO 
 
A cerâmica avançada tem sua origem da necessidade de materiais que oferecessem ao 
mercado um desempenho superior, de acordo com as demandas dos avanços 
tecnológicos. A partir dessa demanda, produtos desenvolvidos com base em cerâmica 
acabaram por substituir os tradicionais, agregando qualidade e resistência aos produtos 
finais. Um setor que está utilizando muito bem esse tipo de material é o da fabricação de 
Jóias, existem vários estudos que comprovam a eficiência e vantagens de se utilizar 
cerâmica avançada na prototipagem rápida para a criação de modelos de jóias em 3D. A 
cerâmica avançada mais utilizada para esta finalidade é a de Zircônia, o objetivo desse 
trabalho é estudar a viabilidade de se utilizar outros tipos de cerâmicas avançadas 
naprototipagem rápida de jóias. 
 
PALAVRAS-CHAVE:Cerâmica Avançada, Fabricação de Jóias, Prototipagem Rápida. 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A indústria de joias é uma das mais antigas do mundo, antigamente formada por 
ourives, os seus processos de fabricação sempre foram muito manuais, o que 
demandava muito tempo para a confecção das peças, além de ser um trabalho 
bastante delicado. Com o avanço da tecnologia, o cenário mudou, hoje é possível 
elaborar o design e a confecção do protótipo em um curto espaço de tempo, com a 
ajuda de ferramentas CAD, o que vem rendendo muitos lucros para o setor.1 
A criação de uma joia inicia-se pelo desenho (Rendering) que na joalheria 
tradicional era feito de forma manual, porém para apresentar o modelo a um 
possível comprador ou empresário do ramo, fazia-se necessário a criação de um 
protótipo, já que para muitos a visualização em papel pode ser uma tarefa difícil. 
Sendo assim esses protótipos eram feitos de forma artesanal, as técnicas mais 
 
utilizadas para tal fim eram a modelagem em cera; fundição em cera perdida; 
dentre outros processos de fabricação. Atualmente o avanço da tecnologia 
permitiu mudar este cenário, trazendo mais qualidade e rapidez ao processo com 
a utilização da Prototipagem Rápida. Com a ajuda de um software de CAD 
(Computer Aided Design), o design da parte metálica da jóia é feito em 3D, após a 
etapa de idealização da peça, este arquivo é enviado a uma impressora 3D que 
será responsável pela construção física do modelo.3 Dos vários materiais que 
podem ser usados na Prototipagem rápida, as cerâmicas avançadas são as mais 
indicadas, pois permitem a confecção de peças com propriedades estéticas e 
mecânicas satisfatórias. (KELLY et al., 1996).Na cerâmica avançada, os materiais 
são produzidos a partir de matérias-primas de extrema pureza, como carbetos, 
óxidos, boretos, nitretos, oxinitretos, etc. O resultado final apresenta 
características superiores, como a alta capacidade de resistir a temperaturas 
elevadas, capazes de fundir o aço, além da resistência a grande parte dos 
corrosivos químicos. A cerâmica avançada mais comum nesse setor é a de 
Zircônia, devido a sua resistência a flexão e Tenacidade a Fratura.3 Dentre os 
componentes básicos utilizados no desenvolvimento da cerâmica avançada, as 
chamadas “terras raras” merecem destaque, dentre elas o lantânio, cério, 
neodímio, praseodímio. Novos estudos sobre as terras raras levam a origem das 
propriedades das cerâmicas avançadas, melhorando cada vez mais o 
desempenho dos materiais cerâmicos em aplicações diversas. 
As vantagens da Prototipagem Rápida na indústria joalheira, segundo 
Fonseca et al. (2006), são: Precisão: os encaixes e os detalhes são perfeitos; 
Qualidade: a forma geométrica é produzida corretamente e as superfícies são 
bem acabadas; Agilidade: possibilita visualizar e avaliar/testar a peça antes da 
produção. Além das vantagens apresentadas, a inclusão de materiais como a 
cerâmica de zircônia nas jóias, faz com que o uso da PR seja cada vez mais 
frequente.1 
 
 
2. OBJETIVO GERAL 
 
Estudar a viabilidade de novas cerâmicas avançadas na fabricação de jóias. 
 
3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
- Selecionar os tipos de cerâmica mais usuais neste tipo de processo de 
fabricação; 
- Explicar as vantagens e desvantagens dessa aplicação. 
 
4. JUSTIFICATIVA DO PROJETO 
 
Um dos principais motivos para fabricação de jóias a partir do uso de 
cerâmicas avançadas são as diversas vantagens que este produto confere ao 
público alvo, que é alta resistência ao choque físico ou térmico, resistência a 
arranhões e a abrasão, possui formas de diferenciação, pois pode ser feito um 
acabamento fosco, brilhante ou texturizado, possibilidade de conforto térmico, 
material leve comparado aos metais e pedras utilizadas em jóias convencionais, 
as cores são variadas dependendo dos materiais constitutivos de cada cerâmica 
avançada. Além disso, mesmo com a evolução técnica, os objetivos do uso da 
cerâmica continuam os mesmos, que é a substituição de materiais em escassez, 
barateamento das peças, alternativas estéticas e razões ambientais. 4 
 
5. REDUÇÃO DE CUSTO 
 
A utilização da prototipagem rápida reduz os custos do processo de 
fabricação de jóias, devido ao ganho de tempo e velocidade na construção de 
modelos funcionais em relação aos tradicionais, que são feitos a mão. Apesar de 
alguns equipamentos de impressão 3D serem lentos e algumas matérias-primas 
obterem um valor elevado, a redução de custos é uma realidade crescente neste 
meio. Este tipo de processo reduz algumas etapas de fabricação, gerando uma 
fabricação direta de peças, eliminando algumas etapas intermediárias entre o 
projeto e o produto acabado. Essa flexibilidade produtiva e simplificação de 
processos consequentemente reduzem os custos, podendo até tornar a peça final 
com um valor mais acessível. 3 
 
 
 
 
6. DESIGN EM 3D DE UMA JÓIA 
 
Na década de 80 os softwares CAD (Desenho assistido por computador) 
tiveram um avanço em diversas áreas industriais, pois com esses programas é 
possível simular um projeto ou um produto virtualmente, poupando a despesa e o 
trabalho da fabricação de um protótipo para testar sua funcionalidade. 
Assim como em outras áreas, a joalheria também se beneficia do uso da 
tecnologia para projetar e modelar tridimensionalmente com maior rapidez e 
precisão as peças que serão produzidas. (BATISTA, 2008) 
 
 
Dentre os muitos programas existentes para esta finalidade, Rhinoceros (com 
plugin RhinoGold), o Jewel CAD, o Flamingo 3D e o 3D MaxRhinoceros são 
exemplos de softwares CAD específicos para modelagem 3D digital de joias.2 
 
 
 
7. ESCOLHA DE CERÂMICA AVANÇADA 
 
A cerâmica vem sendo bastante utilizada no design de jóias, o público alvo em geral 
busca por peças clássicas ou mais arrojadas, encontrando-se no mercado jóias de luxo 
ou até mesmo feitas com partes de concreto, que comparada com as peças de ouro, tem 
um peso bastante inferior. Encontra-se também peças com pedras sintéticas, artificiais e 
imitações, além do uso do carbono retirado de materiais orgânicos. Porém, o material 
mais atual utilizado e o foco desse projeto são as cerâmicas avançadas, que são obtidas 
de óxidos metálicos. As principais matérias primas extraídas desses óxidos são a 
zircônia, titânio ou alumina. 4 
A zircônia, é extraída do óxido de zircônio (ZrO2), na natureza é muito difícil de ser 
encontrado, porém sua fabricação em laboratórios é bastante comum, sendo uma 
imitação do diamante e denominada de zircônia cúbica. Este material é reproduzido em 
laboratório com o objetivo de criar brincos, colares e anéis mais acessíveis. 6As cores 
encontradas frequentemente nas zircônias naturais são as acinzentadas e vermelhas, as 
mais rarassão as transparentes, já nas zircônias de laboratório, as cores são variadas. A 
principal diferença entre a zircônia natural e a sintética é que a sintética só cristaliza em 
forma cúbica. Este tipo de cerâmica é utilizada em jóias devido a sua alta qualidade, 
brilho e durabilidade. 7 
O titânio, extraído do óxido de titânio (TiO2), é encontrado na natureza ligado a outros 
metais e substâncias, começou a ser empregado em jóias devido ao grande espectro de 
cores que pode ser fabricado, a coloração pode ser feita através de aquecimento ou 
processo eletroquímico, obtendo cores variadas. 8 É resistente, leve, sendo que quanto 
maior seu grau de pureza mais resistente ele fica. 
A alumina, extraída do óxido de alumínio (Al2O3), sua produção tem um custo 
bastante elevado, é utilizada para produção de rubis e safiras sintéticas a partir do 
método de fusão de chamas, é importante que a alumina esteja altamente purificada. O 
rubi é o principal produto feito através do óxido de alumínio, já as safiras adiciona-se o 
ferro e o titânio para adquirir a cor azul, o cobalto para a cor verde e óxidos de níquel e 
magnésio para a cor amarela. Possui alta dureza e resistência. 9,10 
 
 
 
 
8. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
A tecnologia vem avançando em diversos setores industriais com o objetivo de 
melhorar a qualidade do produto oferecido, otimizar a fabricação do mesmo e, claro, 
reduzir os custos para as empresas. E com a indústria de jóias não podia ser diferente, o 
advento da modelagem e prototipagem 3D vem trazendo diversas vantagens para o 
setor, porém este avanço está caminhando a passos lentos. 
 
No Brasil ainda se observa à resistência de uma parte das empresas 
joalheiras e designers em utilizarem este tipo de ferramentas para projetar e 
fabricar suas jóias, fato que ocorre devido a pouca disponibilidade em 
equipamentos e cursos de capacitação específicos sobre os softwares no Brasil, 
assim como o alto custo dos mesmos. Em contrapartida, algumas empresas 
pioneiras já estão percebendo as vantagens proporcionadas pelo investimento 
nestas tecnologias. (KONZEN et al., 2008) 
 
O fato é que os avanços tecnológicos não param e o mercado está sempre a 
procura de novidades, o que torna as pesquisas nessa área essenciais. Este trabalho 
serviu apenas como referencial teórico e entende-se que para se ter uma conclusão mais 
completa faz-se necessário um estudo mais profundo, onde seja possível realizar a 
modelagem e a prototipagem para possíveis testes de caracterização, atestando assim 
as vantagens dessa ferramenta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. REFERÊNCIAS 
 
1. GUILGEN, Carolina de Araujo eFERRO, Gláucia de Salles: Cerâmica avançada e a 
prototipagem rápida na joalheria. 2015; Artigo. Florianópoles –SC 
 
2. Batista, Claudia Regina: A Modelagem 3D Digital De Joias E O Processo De Prototipagem 
Rápida. Artigo. Florianópoles –SC 
 
3. MONTEIRO, Marco Túlio Ferreira: A IMPRESSÃO 3D NO MEIO PRODUTIVO E O 
DESIGN: um estudo na fabricação de joias; 2015; Programa de Pós-graduação em design; 
Universidade do Estado de Minas Gerais. Belo Horizonte- MG 
 
4. GUILGEN, Carolina de Araújo, KISTMANN, Virginia Borges, RONCALIO, Vanessa 
Weiss. Elementos característicos do design de joias com materiais cerâmicos ao longo do 
tempo. 2014. Paraná. 
 
5. http://www.macea.com.br/noticias/ceramica-avancada-sua-resistencia-e-qualidade. Acesso 
em 11-06-2018. 
 
6. http://www.artenasjoias.com.br/o-que-e-zirconia/ Acesso em 18/06/2018 
 
7. http://blog.allianze.com.br/curiosidades-sobre-a-zirconia/ Acesso em 18/06/2018. 
 
8. http://www.joia-e-arte.com.br/titanio/ Acesso em 18/06/2018 
 
9. http://www.ceramicacertec.com.br/index.php/produtos/alumina/ Acesso em 18/06/2018 
 
10. http://www.artenasjoias.com.br/como-produzir-rubis-e-safiras-sinteticos/ Acesso em 
18/06/2018