54 POLIMENTO A escala subnanométrica foi também o tema central de Emrah Uluz, investigador associado do Fraunhofer ILT que trabalha na configuração de raios laser LBF. A apresentação do mesmo centrou-se na utilização da ablação com precisão nanométrica para reduzir a ondulação das superfícies polidas de sílica fundida. Um fator essencial neste caso é um laser altamente estável que funcione compotência laser constante (desvio-padrão: ≈ 0,1%). O polimento mecânico clássico do vidro produz repetidamente riscos mais pequenos e maiores que prejudicama qualidade da superfície domesmo. Segundo Kerstin Götze, chefe do grupo de polimento laser da Universidade Ernst Abbe de Jena, 99,9% destes riscos podem ser eliminados de forma fiável com o laser de CO2, especialmente quando funciona a baixa velocidade de avanço. O processo demonstrou ser especialmente eficaz para melhorar a qualidade de superfícies curvas e estruturadas. O LASER VERDE ELIMINA OS ‘DANOS SUBSUPERFICIAIS’ Oprofessor Jiwang Yan, da Universidade Keio de Yokohama (Japão), observou que os efeitos térmicos durante o polimento mecânico clássico de placas de silício monocristalino provocam danos logo abaixo da superfície. Os especialistas japoneses conseguiram reparar este “dano subsuperficial” sem ablação do material nem contaminação ambiental através de refundição com luz laser verde: A camada refundida cresceu monocristalina sobre o material subjacente. No entanto, isto apenas foi conseguido após uma simulação prévia da estrutura molecular. Após o sucesso das experiências, em Yokohama foram desenvolvidos vários sistemas laser adequados não só para reparar superfícies, mas também para criar superfícies funcionais. Um interessante fenómeno inspirou o cientista Bowei Luo, do Instituto de Tecnologia da Informação de Shenzhen (China), a combinar o polimento a laser a frio e a quente do carboneto de silício. O polimento deste material cerâmico com um laser UV reduz a rugosidade da superfície a 1,4 μm com uma potência laser de 15 watts. No entanto, a rugosidade da superfície pode ser reduzida aindamais, até 1,082 μm, pré-aquecendo a cerâmica a 1400 °C com um laser IR. No entanto, para isso também é necessário adaptar e otimizar o processo de laser UV “frio“ao processo IR”quente”. Segundo Luo, a forma do raio laser desempenha um papel fundamental: por exemplo, um feixe laser em forma de chapéu alto uniforme com um diâmetro de 0,32 a 0,54 mm poderá reduzir eficazmente o choque térmico, especialmente nas zonas de polimento dos bordos. A forma do raio laser também preocupa o cientista Karsten Braun, do Fraunhofer ILT. Desenvolveu estratégias de processo para peças de plástico impressas em 3D cuja rugosidade Sa varia de 14 μm (PA12) a 42 μm (PEEK) em função do material. Ao polir com um laser de CO2 de 120 W na gama de IR médio (comprimento de onda: 10 600 nm), Braun baseia-se num rápido varrimento quase-top-hat (de 5 a 10m/s) desde uma grande distância (de 100 a 1000 mm). O processo de varrimento é executado até 20 vezes e é controlado por temperatura. Dependendo do material, a rugosidade Sa após o polimento laser é de 0,8 a 0,25 μm. O segundo dia da conferência foi dirigido principalmente a empresas que processam componentes metálicos produzidos convencionalmente ou impressos em 3D. Safak Nelsi, professor adjunto da OSTİMTeknik Üniversitesi de Ankara (Turquia), divulgou informações sobre o polimento a laser de um componente aeroespacial (Ti48AL2Cr2Nb) produzido através do processo de fusão por feixe de eletrões (ArcamA2X EBM). Numprojeto conjunto comumparceiro industrial, conseguiu reduzir as superfícies, frequentemente muito rugosas, de um componente produzido por processo aditivo em cerca de 95% até apenas 1,6 μm. Foi utilizado um laser de fibra IPG de 600 W (comprimento de onda: 1070 nm), que poliu a superfície a uma velocidade de varrimento de 220 mm/s. Os desafios durante os testes foram as fendas superficiais, a ondulação e a oxidação. POLIMENTO A LASER NO MODO BURACO DE FECHADURA E DE CONDUÇÃO Frank E. Pfefferkorn, da Universidade de Wisconsin-Madison, abordou os problemas típicos dos componentes produzidos de forma aditiva num leito de pó através do processo de fusão em leito de pó a laser (LPBF): os componentes produzidos com LPBF costumam ter uma superfície de fraca qualidade devido à aderência parcial de partículas, efeitos de camada e formação de bolas. Emexperiências comumcomponente Na '5.ª Conferência sobre Polimento Laser LaP 2022', cerca de 70 participantes de todo o mundo debateram a rebarbagem e o polimento com base em laser. Foto: Fraunhofer ILT. Edgar Willenborg, do Fraunhofer ILT, apresentou e moderou a LaP. Foto: Fraunhofer ILT.
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