Espuma de alumínio - visão geral - tipos - produção - aplicações
A espuma de alumínio (o metal poroso à base de alumínio e suas ligas) é conhecida há mais de meio século, mas ainda tem uma distribuição e aplicação relativamente pequena. A principal razão para isso foi a baixa reprodutibilidade da estrutura e propriedades do material na produção de espumas de alumínio. O desenvolvimento da tecnologia das espumas de alumínio tornou possível superar algumas dessas dificuldades. Vários processos para a produção de espumas metálicas foram desenvolvidos e investigados.
Originalmente, os inventores desses materiais eram inspirados em materiais porosos naturais como madeira, osso, coral, pedra-pomes e alguns outros minerais porosos. A característica comum destes materiais é a combinação de alta resistência, baixo peso específico e boa absorção de energia. Atualmente, os fabricantes de espumas de alumínio podem produzir metais com propriedades similares com relativa facilidade. A gama de aplicações das espumas de alumínio é agora muito maior e tem dezenas de aplicações diferentes.
Tipos de espumas de alumínio
Os metais porosos possuem poros abertos ou fechados, dependendo da tecnologia de fabricação. No primeiro caso esses materiais são chamados de metais celulares, no segundo caso são chamados de espuma metálica. Dentro de cada um destes grupos existem variações que resultam em uma ampla classe de espumas de alumínio com propriedades diferentes.
Produção de espuma de alumínio
Existem diferentes processos para a produção de espumas de alumínio.
Em um caso, a espuma metálica é obtida a partir do metal fundido de diferentes maneiras. À medida que o alumínio esfria e endurece, a espuma metálica se estabiliza. Para formar a espuma são utilizados fluxos de gás ou agentes de sopro. O agente de sopro se decompõe sob certas condições e resulta em emissões de gases. Às vezes são usados aditivos especiais para estabilizar as bolhas de gás para que a espuma não se desintegre antes da cura. Este processo pode ser utilizado para obter folhas de espuma de alumínio, produtos com formas simples e sanduíches de espuma de alumínio. Tais produtos têm como núcleo a espuma metálica, que é coberta em ambos os lados com uma camada de alumínio sólido.
Outro método é a fundição com um enchimento. Por exemplo, grãos de sal podem atuar como fillers, que são então lavados da matriz de alumínio, e aparecem poros no lugar de partículas de sal. A espuma de poliuretano com revestimento resistente à temperatura também é utilizada como material de enchimento, que se queima durante o tratamento térmico.
Outro processo de produção da espuma de alumínio utiliza cerâmica oca ou esferas metálicas, que são inseridas na matriz metálica.
Na moldagem por injeção, grânulos de polímero podem ser usados para criar poros. Devido ao tempo muito curto de processo, estes grânulos não se decompõem sob a influência de altas temperaturas. Eles permanecem na matriz metálica como enchimentos ou são removidos por tratamento térmico prolongado. Neste último caso, uma espuma de alumínio de poros abertos é obtida.
A produção de espumas metálicas ainda tem uma direção, a metalurgia do pó. Primeiro, é produzida uma mistura de pó de alumínio com aditivos especiais. Quando essa mistura é aquecida, ocorrem processos de espuma e sinterização que, após o resfriamento, resultam em outros tipos de espuma de alumínio.
A forma mais moderna de se obter metais porosos é a tecnologia de aditivos. Com a fabricação de aditivos, a forma e a estrutura 3D do componente podem ser controladas com muita precisão. Entretanto, este processo ainda é muito dispendioso e só pode ser aplicado a um número limitado de metais.
Propriedades e aplicações
A espuma de alumínio de porosidade fechada tem uma porosidade de 80 a 98%. Sua resistência supera significativamente a de um metal sólido do mesmo peso. A utilização desses materiais tem grande potencial, especialmente para os meios de transporte da indústria automotiva, da indústria aeroespacial e da construção naval. A redução de peso leva à economia de combustível ou possibilita o aumento do peso da carga a ser transportada.
A estrutura porosa da espuma de alumínio absorve a energia do impacto. Esta propriedade pode ser utilizada durante o transporte para proteção contra colisões, como blindagem e proteção contra explosões. A espuma de metal amortece o som. Portanto, os painéis de espuma de alumínio podem ser utilizados como paredes de absorção sonora ao longo das ruas e ferrovias. O isolamento acústico dos cinemas e salas de concertos também pode ser eficaz. Devido ao seu baixo peso e bela superfície, a espuma de alumínio é utilizada para design interior e exterior.
A espuma de alumínio de poros abertos é permeável a gases e líquidos, tem baixo peso e alta resistência estrutural. A permeabilidade aumenta significativamente o uso da espuma de alumínio. Tais materiais são utilizados para filtrar gases e líquidos, para reduzir o ruído de dispositivos pneumáticos, como ferramentas formadoras para a produção de produtos EPP/EPS, para mesas de vácuo, para diversos trocadores de calor, etc.
O alumínio poroso é um tipo de espuma de alumínio de poros abertos. Em nosso site você encontrará mais informações sobre nossa tecnologia, propriedades e aplicações do alumínio poroso. Graças à alta flexibilidade e adaptabilidade da tecnologia, o alumínio poroso pode competir com sucesso com muitos materiais porosos em muitas aplicações. Na maioria dos casos, o alumínio poroso substitui metais sinterizados, cerâmicas porosas, plásticos porosos, redes e materiais de arame.