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Novos desafios para a hidráulica 'peso pena'

A redução de peso dos componentes hidráulicos pode beneficiar uma variedade de indústrias e trazer novas opções de design.


A criação de componentes hidráulicos mais leves vêm aumentando sua participação no mercado, devido aos muitos benefícios que podem ser alcançados. As aplicações Mobil, em particular, podem se beneficiar do uso de componentes mais leves, pois podem ajudar a reduzir o peso total do veículo e, assim, melhorar o consumo de combustível.



À medida que a eletrificação continua a crescer, também aumentará a necessidade de componentes de peso aliviado. Seu uso não apenas reduz o peso total do veículo, mas também compensa componentes mais pesados, como baterias e motores elétricos. Se você pode compensar essa economia de peso com um cilindro de alumínio leve, especialmente nos transportes, ele permite transportar mais produtos, e no final, permite que você tenha um footprint de carbono menor, porque agora você está transportando mais quilos com a mesma massa total.


Desenvolvimento de componentes mais leves

A empresa RAM desenvolveu sua tecnologia de cilindros de alumínio devido à crescente demanda dos OEMs por atuadores lineares mais leves que poderiam ser usados ​​em aplicações de reboque. O cilindro da RAM possui um corpo de alumínio com vários componentes internos com o mesmo material, permitindo que ele seja mais leve, além de possuir uma haste oca, proporcionando economia de peso.


Este modelo de cilindro de alumínio tem algumas características únicas, sendo uma delas em ter o pórtico de alimentação localizado na base do cilindro. Isso permite uma instalação mais limpa e uma redução no comprimento da linha, além de mais proteção para as linhas, dependendo de como é incorporada.



Uma válvula de retenção embutida também está disponível, para travamento do movimento do cilindro caso sua linha se rompa. E como a válvula de retenção está embutida no cilindro, pode-se obter uma economia de peso adicional, pois elimina a necessidade de um bloco de válvula separado.


A manufatura aditiva – também conhecida como impressão 3D – é um dos métodos utilizados para criar componentes hidráulicos mais leves. O segredo da manufatura aditiva é a capacidade de mudar a forma como os fabricantes abordam o design de seus componentes, que essencialmente significa adicionar material apenas onde é necessário.


Como sabemos, a fabricação mais convencional para hidráulica começa com um bloco de metal usinado para criar o projeto desejado. No entanto, com a manufatura aditiva (MA), a matéria-prima (um pó de metal) é continuamente adicionada para criar o produto. Isso permite que menos material seja usado do que com os métodos convencionais e, assim, reduz o peso do componente. Além disso, as restrições normalmente associadas ao projeto da hidráulica devido às limitações dos métodos convencionais de fabricação podem ser completamente removidas, permitindo mais liberdade de projeto.


Com a manufatura aditiva, os projetos podem começar com o fluxo desejado de óleo através do componente. Cria-se o canal e depois é adicionado o material, apenas onde é necessário. Dependendo da pressão necessária, a adição de material pode ser maior ou menor.


Opções de materiais um fator importante

A escolha do material pode ter um grande impacto na criação de componentes leves. O uso do alumínio não é apenas por ser mais leve, mas também oferece boa proteção contra corrosão. Além disso, não requer nenhuma pintura, o que também proporciona maior economia de peso.



O alumínio também é facilmente usinado, ao contrário de alguns materiais compósitos atualmente no mercado. Além disso, é economicamente mais viável em comparação com alguns dos outros materiais leves disponíveis, como aços de alta resistência ou materiais compósitos.


Há um forte desejo na indústria de Fluidpower por tubos e hastes mais leves e com paredes mais finas, no entanto a flambagem pode se tornar um problema. Para superar isso, as empresas poderiam usar aço de maior resistência, mas fabricantes de componentes de hidráulica também podem utilizar aços modificados com partículas de cerâmica que podem melhorar a rigidez e o módulo de elasticidade, mantendo a resistência. Isso ajudaria a resistir à flambagem e permitiria a criação de tubos ou cilindros de paredes mais finas. O custo, no entanto, é um fator que precisa ser considerado, sendo que o aço especial pode ser caro e os fabricantes precisarão determinar se vale a pena usar esse material de custo mais alto para sua aplicação.


Em outro exemplo, o desenvolvimento dos aços carburados Ferrium C61 e C64 possibilitou a criação de engrenagens de transmissão para helicópteros militares 20% mais leves em relação aos aços usados ​​anteriormente. A americana QuesTek também foi capaz de projetar os aços com maior resistência à temperatura, permitindo que as engrenagens funcionassem por mais tempo sem o uso de óleo. Se a caixa de óleo for atingida por um projétil e o óleo vazar, a microestrutura dos aços tradicionais se quebra e você tem talvez 10 ou 15 minutos até que se transforme em manteiga e o helicóptero caia, mas esse material novo dura quase 90 minutos nessa condição.


Para alguns ferros dúcteis comumente usados, há uma oportunidade de modificar as químicas para aumentar a resistência ou a ductilidade, o que poderia permitir o peso leve ou o aumento da densidade de potência.


Peso leve em uma trajetória de crescimento

Como uma variedade de indústrias e aplicações – de automóveis de passageiros a máquinas agrícolas e aeroespaciais – podem se beneficiar do uso de componentes mais leves e, particularmente, à medida que a eletrificação acelera, seu desenvolvimento continuará a crescer nos próximos anos.





Fonte:https://www.powermotiontech.com/hydraulics/article/21241433/lightweight-hydraulics-offer-new-opportunities-to-manufacturers

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