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Jun 11, 2023

Moldando ímãs de terras raras em forma

A procura está a aumentar rapidamente por ímanes de terras raras, como o neodímio e o samário-cobalto, que são essenciais para a economia global devido à sua força magnética, capacidade de produção de energia e

A procura está a aumentar rapidamente por ímanes de terras raras, como o neodímio e o samário-cobalto, que são essenciais para a economia global devido à sua força magnética, capacidade de produção de energia e elevada relação energia-peso.

O neodímio (Nd2Fe14B), o ímã mais forte para seu peso, é amplamente utilizado em geradores, veículos elétricos, turbinas eólicas e eletrônicos de consumo, enquanto o samário-cobalto (SmCo5) é utilizado em aplicações como bombas, motores, máquinas e automação.

Com a China actualmente a dominar a cadeia mundial de fornecimento de ímanes de terras raras, a concorrência pelas matérias-primas está a desenrolar-se no cenário internacional. Mas também o é o desenvolvimento de técnicas mais eficientes de processamento, retificação e acabamento para fabricar ímãs de terras raras. Para atender a essa necessidade, são usadas retificadoras de superfície rotativas avançadas e automatizadas para levar os ímãs ao tamanho e acabamento finais necessários antes da magnetização permanente. Através de um maior controlo, os fornecedores de ímanes podem fornecer produtos de valor acrescentado mais precisos, com especificações rigorosas e com menos desperdício – tornando os fornecedores nacionais mais competitivos a nível global.

Simplificando o processamento

A produção de ímãs de terras raras, como neodímio ou samário-cobalto, requer inúmeras etapas antes que o produto possa ser magnetizado e enviado. Depois que o minério de terras raras é descoberto, extraído, processado e refinado, certos elementos são adicionados para criar uma liga.

Através de uma série de processos, a liga é reduzida a um pó que é prensado num molde sob pressão. O bloco resultante é sinterizado em alta temperatura em um forno para densificar o material e depois recozido em um processo de tratamento térmico para aliviar o estresse.

Após essas etapas, o material magnético sinterizado deve ser usinado com precisão e retificado nos formatos e tamanhos necessários com o mínimo de desperdício. Os ímãs sinterizados podem ser retificados de forma suave e paralela, até um diâmetro externo ou diâmetro interno específico, ou cortados em partes menores. Como o material é quebradiço e muito duro (Rockwell C 57 a 61), o corte e a moagem normalmente requerem uma roda diamantada. Esses processos devem ser realizados com cuidado e precisão para minimizar lascas e rachaduras.

No entanto, as técnicas tradicionais de retificação podem ser lentas e exigir conhecimentos consideráveis, ao mesmo tempo que carecem de controle e confiabilidade suficientes para os processos necessários, de acordo com Mike Anderson, gerente de produto da DCM Tech, com sede em Winona, MN, projetista e construtor de retificadoras de superfície rotativas industriais.

“As retificadoras de mesa alternativas [nas quais a peça de trabalho se desloca para frente e para trás sob o rebolo] podem ser precisas, mas a taxa de remoção de material é lenta e são necessárias muitas passagens de retificação”, diz Anderson.

As retificadoras de superfície rotativas vintage são outra opção, mas podem ser problemáticas nas mãos de operadores menos experientes. Sem controle das velocidades do fuso, bem como controles manuais, os equipamentos mais antigos exigem operadores experientes que possam sentir fisicamente o feedback da máquina. São necessários conhecimentos e experiência consideráveis, o que pode ser um desafio à medida que os operadores qualificados se aposentam.

Os fabricantes de ímãs industriais estão descobrindo uma alternativa mais rápida e confiável nas modernas retificadoras de superfície de mesa rotativa com fuso vertical, nas quais a mesa gira com a peça de trabalho mantida firmemente no lugar sob um fuso vertical. A retificação não é realizada pela borda periférica do rebolo, mas por todo o diâmetro da superfície abrasiva, o que facilita o desempenho e a consistência da retificação.

“Com as esmerilhadeiras de superfície de mesa rotativa, toda a peça passa pelo rebolo, o que é mais eficiente do que as esmerilhadeiras de mesa alternativa, que podem ter peças mais largas que o rebolo”, diz Anderson.

Hoje, as retificadoras de superfície são projetadas com sensores e controles muito mais avançados que mantêm automaticamente tolerâncias muito rígidas, removendo material até um décimo de milésimo de polegada da espessura final. A tecnologia digital permite uma interface com controles touchscreen fáceis de usar. Quando combinados com a automação, os operadores de retificadoras de superfície não precisam mais ser indivíduos altamente treinados.