M+M. – Metamateriais Metálicos para Moldes

A indústria metalomecânica necessita, cada vez mais, de dispor de componentes/sistemas com propriedades disruptivas, mas necessárias a uma melhor eficácia de desempenho e de sustentabilidade, quer pela redução de massa, quer pelo aumento de durabilidade e eficiência energética. Notar que ao nível dos moldes de alta precisão é exigido, para além de superfícies de alto brilho, tolerâncias reduzidas, resistência ao desgaste, capacidade de refrigeração elevada e que possuam uma elevada estabilidade dimensional no intervalo das temperaturas de processo (dependendo do polímero a injetar, um molde em serviço está normalmente sujeito a diferenças térmicas até 250-300°C). Assim, um aço para moldes tem uma dilatação da ordem de 10x10-6/K a 13x10-6/K, o que levará a problemas na estabilidade dimensional do molde, a fadiga térmica, a distorções nas peças, a tensões residuais e, consequentemente, a problemas de alinhamento que poderão ser significativos quando o grau de exigência da peça injetada é elevado, e onde os metamateriais, por si só, podem oferecer soluções inovadoras e eficazes. Assim, o projeto apresenta como objetivo máximo o desenvolvimento e produção de estruturas metamateriais, abrindo novos horizontes para a personalização de produtos e a otimização de processos de fabricação, impulsionando a inovação e a competitividade na indústria metalomecânica, nomeadamente na indústria de moldes para injeção plástica, que por recurso à modelação e simulação avançada e ao fabrico aditivo, visa desenvolver uma estrutura metamaterial com coeficiente de dilatação próxima de zero. Neste âmbito, o projeto M+M. terá como principais objetivos gerais, os seguintes: - Criar, por modelação e simulação, uma célula unitária constituída por mais do que um material metálico que resulte num metamaterial com um coeficiente de dilatação linear próximo de zero, numa primeira fase bidimensionalmente (2D); - Transitar da modelação e simulação bidimensional (2D) para a tridimensional (3D), mantendo o objetivo de ter um coeficiente de dilatação próximo de zero; - Estabelecer, experimentalmente, os limites operacionais do MEX para os pós metálicos selecionados, como por exemplo o diâmetro do extrudido, a ligação entre materiais diferentes, o acabamento de superfície, a densificação, entre outros; - Estabelecer o procedimento adequado para a obtenção de resultados da modelação e simulação validados por resultados experimentais; - Demonstrar a viabilidade do processo de modo a estabelecer um roadmap para outras aplicações de metamateriais. Desta forma, via essencialmente Moldes RP e decorrente das seguintes vantagens aportadas pelos resultados a obter, pretende-se alcançar um posicionamento no mercado assente no maior valor acrescentado dos moldes a fabricar e no incremento da eficácia do processo de injeção resultantes de: - Redução do custo energético (devido à redução da inércia térmica); - Redução de loops de trabalho, onde devido às dilatações o ajustamento é feito num processo iterativo (normalmente em 4 loops): 10 horas de teste, 1 dia de montagem, 2 dias de retrabalhos e 1 dia de montagem. Eliminar 3 loops representará assim uma poupança de 138h; - Redução do tempo de ciclo (-5 s/peça). Consubstanciando-se na: - Penetração de Mercado: 15 aplicações em moldes nos primeiros dois anos; - Receitas resultantes do projeto: 1,3M€ de receitas acumuladas com base nas vendas do sistema e serviços associados ao longo dos quatro anos após lançamento.