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Modelagem da densificação de esferas cerâmicas prensadas isostaticamente

Processo: 15/09150-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de julho de 2015
Vigência (Término): 30 de junho de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
Pesquisador responsável:Carlos Alberto Fortulan
Beneficiário:Mateus Mota Morais
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Engenharia de estruturas e fundações   Prensagem isostática a quente   Cerâmicas   Compactação   Método dos elementos finitos   Modelagem

Resumo

Este projeto estuda a modelagem da densificação de esferas cerâmicas em verde prensadas isostaticamente e o reflexo pós sinterização desta não homogeneidade. Esferas cerâmicas são componentes utilizados em aplicações de precisão como os elementos de rolamentos e hiperesferas de implante de quadril. O processo de prensagem isostática seguida de usinagem à verde é o mais aplicado para a obtenção de esferas, que embora, seja reconhecida como o processo de maior desempenho quanto à homogeneidade de densificação, os efeitos do atrito interpartículas e a rigidez do molde nos estágios de baixa pressão podem acarretar em não conformidades, e estas, pode favorecer o início de um processo de falha pela propagação de uma trinca de processo. Este trabalho objetiva o estudo da compactação de esferas através de modelagem em elementos finitos em confronto com a prensagem física de amostras. Pós de zircônia parcialmente estabilizada com 3mol% de Ytria serão aditivados e granulados para conformação isostática de esferas de 30mm de diâmetro, as esferas prensadas serão pré-queimadas, fatiadas, e medidas suas densidades pelo princípio de Arquimedes. Modelagens por elementos finitos pelso softwares ABAQUS e ANSYS serão experimentadas e confrontadas com os ensaios experimentais. Também será verificada a contribuição do estudo no projeto de moldes para prensagem isostática de esferas. É esperado que a modelagem prediga a compactação não conforme, que após sinterização, possa ser a responsável pela concentração de tensão e causa de falha em serviço do produto (pós sinterizado).