Constante de mola de molas cerâmicas injetadas a baixa pressão Spring constant of low-pressure injection molded ceramic springs

• Main Authors: R. A. Barbieri, J. E. Zorzi
• Format: Article
• Language: English
• Published: Associação Brasileira de Cerâmica 2011-12-01
• Series: Cerâmica
• Subjects: moldagem por injeção em baixa pressão; molas cerâmicas; constante de mola; low-pressure injection molding; ceramic springs; spring constant
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0366-69132011000400002

A dificuldade de usinagem de peças cerâmicas já sinterizadas é muito grande, principalmente devido à dureza e fragilidade destes materiais, o que implica em altos custos de produção. Por isso, grandes esforços tem sido feitos no sentido de melhorar os processos de conformação a verde existentes, ou criar novos processos que permitam a obtenção de peças cada vez mais próximas do formato final desejado. Produzir peças cerâmicas com formatos complexos, livres de defeitos, é uma tarefa que implica em grandes dificuldades. Molas cerâmicas possuem formatos extremamente difíceis de serem moldados e, conseqüentemente, atualmente são produzidas comercialmente molas cerâmicas pelo processo de usinagem, geralmente a um custo elevado. Uma alternativa para a produção de molas cerâmicas é a moldagem por injeção em baixa pressão. Para o desenvolvimento de molas cerâmicas para aplicações tecnológicas, é necessário, além de obter peças íntegras e livres de defeitos, aferir algumas de suas propriedades, como a constante de mola. Uma vez que estas molas encontram aplicação em altas temperaturas, torna-se imprescindível realizar a medida da resistência imposta pela mola à deformação elástica em diferentes temperaturas. Para tanto, este trabalho propõem a montagem de um sistema para a medição da constante de mola de molas cerâmicas injetadas a baixa pressão, tanto à temperatura ambiente como em altas temperaturas, usando o método dinâmico da excitação por impulso para medir a frequência de vibração da mola suspensa no interior de um forno. Para ilustrar a aplicação desta técnica são apresentados resultados obtidos para uma mola helicoidal de alumina, da temperatura ambiente até 1100 ºC.<br>The machining of sintered ceramic parts is a difficult process, mainly due to the hardness and brittleness of these materials, which implies in high production costs. Therefore, great efforts have been made to improve the forming processes of green ceramics, or create new processes to obtain the near net shape parts. The production of ceramic parts with complex shapes, free of defects, is a task that involves great difficulties. Ceramic springs exhibits shapes extremely difficult to be molded and therefore are currently commercially produced mainly by machining, a process which is difficult and expensive. An alternative for the production of ceramic springs is by low-pressure injection molding. For the development of ceramic springs for technological applications, it is required in addition to getting parts intact and free of defects, to measure some of its properties, including the spring constant. Since these springs are usually applied at high temperatures, it becomes important to carry out the measurement of resistance imposed by the spring to elastic deformation at different temperatures. Accordingly, in this work we describe the assembly of an experiment for the measurement of the spring constant of low-pressure injection molded ceramic springs, both at ambient temperature and at high temperatures, using the dynamic impulse excitation method to measure the frequency of vibration of a suspended spring inside a furnace. Results are presented for a helical spring of alumina from room temperature to1100 ºC to illustrate the application of this technique.