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May 03, 2023

Rebitagem por Injeção

Rebitagem Autoperfurante vs. Rebitagem por Injeção Rebitagem Autoperfurante (à direita) é

Rebitagem Autoperfurante vs. Rebitagem por Injeção

A rebitagem autoperfurante (à direita) é um processo de união a frio para prender duas ou mais folhas de material. Durante a montagem, o rebite é inserido na pilha de material com uma força controlada, perfurando a camada ou camadas superiores. O rebite se expande radialmente na camada inferior ou chapa, sob a influência de uma matriz, formando um forte intertravamento mecânico. O rebite não rompe o último material.

A rebitagem por injeção (esquerda) é semelhante, mas seu princípio de união é baseado na plasticidade e fricção sem fratura e formação das superfícies. O processo envolve duas operações consecutivas. Primeiro, um orifício de anel em cauda de andorinha é usinado na chapa inferior. Em seguida, um rebite semitubular é pressionado através da chapa superior para dentro do orifício da chapa inferior.

Ilustração cedida pela Universidade de Lisboa

Os pesquisadores descobriram que os orifícios em cauda de andorinha nas folhas de alumínio se comportam como cavidades nas quais flui o comprimento da haste do rebite. O rebite preencheu completamente os orifícios com ângulos de inclinação de 15 e 30 graus, mas bolsas de material não preenchidas eram visíveis nos orifícios com ângulo de inclinação de 45 graus. Embora o rebaixo seja maior para o ângulo de inclinação de 45 graus, os bolsões não preenchidos justificam a escolha de ângulos de inclinação menores, como 30 graus. Ângulos menores também são vantajosos, pois é necessária menos força para instalar o rebite.

Ilustração cedida pela Universidade de Lisboa

Testes elétricos descobriram que as juntas rebitadas produzem menos resistência elétrica do que juntas comparáveis ​​fixadas com porca e parafuso.

Ilustração cedida pela Universidade de Lisboa

Para o processo de rebitagem por injeção, os pesquisadores inventaram uma nova ferramenta de corte. Consiste em dois cortadores inclinados controlados por molas que se abrirão progressivamente para aprofundar os orifícios em cauda de andorinha à medida que a mesa superior se move para baixo. A ferramenta pode ser facilmente conectada a uma furadeira ou fresadora.

Ilustração cedida pela Universidade de Lisboa

Os barramentos são um componente essencial dos veículos elétricos. Essa tira ou barra metálica distribui com eficiência a energia elétrica de baterias de alta energia para motores elétricos e outros dispositivos. Normalmente não isolados, os barramentos devem ter rigidez suficiente para serem suportados no ar por pilares isolados. Isso ajuda a resfriar os condutores e permite que os engenheiros batam em vários pontos sem criar uma nova junta.

Os barramentos são normalmente produzidos por estampagem de folhas de cobre. No entanto, como o alumínio é mais leve e mais barato que o cobre, os engenheiros gostariam de usar esse metal para barramentos. O único problema com essa ideia é que o alumínio tem menos capacidade de transporte de corrente e maior impedância do que o cobre devido à sua maior resistividade elétrica.

Para obter o melhor dos dois mundos, os engenheiros estão desenvolvendo conjuntos de barramentos que usam os dois metais. Esses barramentos híbridos combinam a excelente condutividade elétrica do cobre com a baixa densidade e custo do alumínio.

Obviamente, criar um barramento híbrido aumenta o desafio de como conectar os dois materiais de maneira fácil e eficaz sem causar interrupções elétricas. As opções existentes consistem quase exclusivamente em fixadores roscados e tecnologias de soldagem.

Os fixadores roscados são a tecnologia mais difundida devido à sua alta confiabilidade e facilidade de montagem e desmontagem. Porém, os fixadores podem criar pressões de contato não uniformes, que podem distorcer o fluxo de corrente. Cargas mecânicas e térmicas podem afrouxar fixadores rosqueados, causando interrupções elétricas. E os quadros de painéis e caixas de ônibus oferecem espaço limitado para fixadores rosqueados.

As principais tecnologias para a soldagem de cobre e alumínio são a soldagem a laser e a soldagem por pontos por fricção. Porém, a eficácia da soldagem é limitada pelas diferentes propriedades químicas, mecânicas e térmicas dos dois materiais e pela criação de compostos intermetálicos duros e quebradiços.