一、 O que são metais leves?
No campo da ciência dos materiais e da fabricação avançada, os metais leves geralmente se referem a metais com densidade inferior a 4,5 g/cm³. Esses materiais se distinguem não apenas pelo seu baixo peso, mas também pela sua superior condutividade mecânica, elétrica e térmica, resistência à corrosão e qualidades de usinagem. São, portanto, matérias-primas vitais para indústrias de ponta, como eletrônicos de consumo, dispositivos médicos, aeronaves e veículos de novas energias; em particular, são indispensáveis na usinagem CNC.
二、 Metais leves comuns
Os seguintes tipos de metais leves são frequentemente usados na usinagem CNC e são amplamente utilizados em indústrias de manufatura de ponta, como aeroespacial, automotiva, eletrônica e médica, devido aos seus benefícios, que incluem baixa densidade, alta relação resistência-peso e excepcional resistência à corrosão:
1. Liga de alumínio
Densidade : cerca de 2,7 g/cm³
Notas comuns:
6061 : Excelente soldabilidade e resistência à corrosão; ideal para componentes espaciais, automotivos e aeroespaciais.
7075 : Extremamente forte, utilizado na defesa e na fabricação de aeronaves.
2024 : Alta resistência à fadiga, frequentemente usada em revestimentos de aeronaves e componentes estruturais.
5052 : Formabilidade superior e resistência à corrosão da água do mar para edifícios e navios.
Vantagens:
Usinagem CNC fácil
Forte condutividade elétrica e térmica
A anodização ou o tratamento PEO podem melhorar as características da superfície.
Baixo custo e reciclável
2. Ligas de magnésio
Densidade : O metal estrutural mais leve, cerca de 1,7–1,8 g/cm³
Notas comuns:
AZ31 : Excelente ductilidade, utilizado para painéis aeroespaciais.
AZ91 : Alta resistência e excelentes propriedades de fundição sob pressão, usado para gabinetes eletrônicos.
ZE41 : Forte resistência à fluência, usado para componentes de defesa e de alta temperatura.
Vantagens:
Extremamente leve, proporcionando redução significativa de peso
Excelente resistência à vibração e qualidades de amortecimento
Excelente usinabilidade
Considerações:
Inflamável (o processamento deve evitar explosões de poeira)
Propenso à corrosão (geralmente precisa de revestimentos protetores como PEO)
3. Liga de titânio
Densidade : cerca de 4,4-4,5g /cm³ (muito menor que o aço e com resistência excepcionalmente alta, mas maior que o alumínio/magnésio)
Marca comum:
Classe 2 (titânio puro) : alta resistência à corrosão, utilizado em equipamentos químicos e marítimos.
Classe 5 (Ti-6Al-4V) : alta resistência, boa biocompatibilidade, utilizado em motores de aeronaves e implantes médicos.
Classe 9 (Ti-3Al-2,5V) : boa conformabilidade, utilizada para linhas hidráulicas de aeronaves.
Vantagens:
Relação extremamente alta entre resistência e peso
Resistência à corrosão e altas temperaturas
Excelente biocompatibilidade
O desafio:
O processamento é desafiador (baixa condutividade térmica, fácil endurecimento).
Custos elevados
Certas técnicas e equipamentos de resfriamento são necessários.
4. Berílio (aplicações menos comuns, mas especializadas)
Densidade : cerca de 1,85 g/cm³
Vantagens:
Rigidez excepcionalmente alta, excelente estabilidade térmica
Utilizado em instrumentos de precisão e aeronáutica
Limitações:
Poeira tóxica (precisa de precauções de segurança rigorosas)
Altamente frágil e caro
As ligas de alumínio são, portanto, os metais leves mais usados e acessíveis na usinagem CNC; ligas de magnésio são utilizadas em situações que necessitam de redução drástica de peso; enquanto as ligas de titânio atendem a aplicações que exigem alto desempenho e confiabilidade. A seleção requer consideração abrangente de resistência, peso, custo, usinabilidade e ambiente operacional.
三、 Principais vantagens do uso de metais leves no processamento CNC
1. Desempenho de corte superior
Devido à sua baixa resistência ao corte e fácil remoção de cavacos, o alumínio e o magnésio, em particular, permitem processamento em alta velocidade, aumentando enormemente a eficácia dos serviços de fresamento CNC.
2. Alta resistência específica para suporte de estruturas complexas
Ao mesmo tempo que mantêm a resistência, eles podem reduzir o peso, permitindo que a fresagem CNC de 5 eixos produza peças inteiras de paredes finas, irregulares e integradas.
3. Excelente qualidade de superfície e estabilidade dimensional
Após torneamento CNC de precisão ou fresamento CNC de alta precisão, as tolerâncias da peça podem atingir ± 0,005 mm, atendendo a rigorosos requisitos de montagem.
4. Compatibilidade com várias técnicas de pós-processamento
A resistência ao desgaste e a aparência são melhoradas ainda mais por processos como shot peening (para titânio), oxidação por microarco (para magnésio) e anodização (para alumínio).
5. Apoio à Manufatura Verde e à Economia Circular
Em linha com a ideia de produção sustentável, os resíduos de metais leves podem ser efetivamente reciclados e reutilizados, o que reduz o custo total dos serviços de fabricação de metais personalizados.
