Guia de Materiais, Processos de Fabricação e Sustentabilidade

T-1: Classificação dos Materiais

Materiais naturais: são usados conforme encontrados na natureza. Materiais processados: são matérias obtidas submetendo as matérias-primas a vários processos químicos. Materiais sintéticos: são aqueles obtidos por métodos químicos a partir de outros materiais.

Uso Técnico dos Materiais

• Madeira: proveniente de troncos de árvores, é forte e elástica, oferecendo bom isolamento térmico e elétrico. Há madeira natural (pinus) e madeira processada (compensado).
• Papel e papelão: produzidos a partir da polpa de madeira, são fáceis de cortar, dobrar, costurar e tingir. Existem papéis (fosco) e caixas (dobráveis).
• Materiais minerais: conduzem eletricidade e calor, possuindo brilho característico. Existem metais ferrosos (ferro doce) e metais não ferrosos (alumínio).
• Plásticos: produzidos por reações químicas de petróleo e gás natural. São bons isolantes térmicos e elétricos. Existem materiais termoplásticos (PVC), plásticos termoestáveis (baquelite) e elastômeros (borracha).
• Materiais têxteis: formados por fibras. Dependem do comprimento da fibra, finura e resistência. Podem ser de origem vegetal (algodão), animal (lã), mineral (linho) ou sintética (nylon).
• Materiais cerâmicos: coletados a partir de rochas e areias. São rígidos, isolantes de calor e eletricidade e resistentes. Exemplos incluem cerâmica e vidro.

Processos de Fabricação de Objetos

A fabricação envolve a criação de peças simples e a união de peças por ajuste e montagem.

• Fabricação manual: realizada apenas com as mãos ou com ferramentas manuais (como tesouras) e ferramentas mecanizadas manuais (como brocas).
• Produção industrial: ocorre em instalações com pessoal e maquinaria, produzindo grandes quantidades de objetos no menor tempo possível, empregando grandes volumes de materiais e energia.
• Máquinas-ferramentas portáteis: a serra de vaivém é usada para cortar diversos materiais. A broca da furadeira elétrica pode ser usada para diferentes materiais.

Procedimentos de Fabricação

• Procedimentos por moldagem: onde a quantidade de material permanece a mesma (uso de moldes).
• Procedimentos por corte: onde se remove parte do material.
• Procedimentos por união: onde se junta e acrescenta material (forma).

Deformação e Moldagem

• Dobrar: dobra-se um pedaço ao longo de uma de suas bordas.
• Estampagem: deformação de materiais a frio.
• Forjamento: o metal é deformado após ser aquecido.
• Trefilagem: força-se a passagem do material através de orifícios calibrados de diferentes diâmetros.
• Laminagem: o material passa entre dois rolos que o arrastam e poluem.
• Extrusão: empurra-se uma massa plástica através de uma abertura com formato específico.
• Moldagem por sopro: realiza-se uma extrusão em um molde e introduz-se ar pressurizado.
• Moldagem por injeção: realiza-se uma extrusão dentro de um molde formado por duas peças que se encaixam.

Usinagem

• Furação: utiliza-se uma broca para fazer furos.
• Torneamento: realizado em um torno mecânico.
• Lixamento e Moagem: nivelamento e polimento de superfícies utilizando uma lixadeira.
• Retificação: operação de refino e polimento.

Controle de Qualidade e Metrologia

Controle de qualidade: serve para detectar peças defeituosas e evitar que cheguem ao mercado. Não ocorre apenas no final, mas também durante o processo. A normalização facilita a substituição de peças e a compatibilidade entre diferentes fabricantes.

Metrologia: ciência que estuda as unidades, instrumentos e sistemas de medida; sua aplicação prática chama-se metrotecnia. No paquímetro (pé de rei), a medida é calculada dividindo a menor divisão da régua fixa pelo número de frações da escala do cursor (nônio).

Meio Ambiente e Sociedade

Meio ambiente: acidentes podem ocorrer sem aviso prévio ou por uma sucessão infeliz de circunstâncias. O impacto ambiental deve considerar materiais, consumo energético, emissões, efluentes e resíduos.

Limites ao Crescimento: o crescimento é limitado pela capacidade do planeta de fornecer energia e materiais, e de absorver a poluição gerada. Na sociedade, devem-se considerar problemas como pobreza e desemprego.

Requisitos para o desenvolvimento: ações necessárias incluem frear o crescimento lento, combater a erosão e reduzir o consumo de recursos não renováveis. O uso eficiente da energia foca na busca por energias alternativas (substituição das convencionais), aumento da eficiência energética e poupança de energia. Resíduos: materiais que não são utilizados e são abandonados por não servirem ao uso pretendido.