COMTICAST: Desenvolvimento do processo de fabrico de impulsores para turbocompressores em ligas de titânio

Apoiado pelo COMPETE, este projeto investigou e desenvolveu tecnologias de fundição e vazamento de ligas de titânio, de tecnologias de construção de moldações cerâmicas e de tecnologias de modelos e afins.

1. Síntese

O projeto teve como objetivo introduzir um novo produto obtido integralmente por fundição para ser incorporado na atividade de produção de turbocompressores. Assim foi desenvolvido um programa de investigação e desenvolvimento de tecnologias de fundição e vazamento de ligas de titânio, de tecnologias de construção de moldes cerâmicos (moldações em carapaça de modelos perdidos e em bloco), e de tecnologias de modelos (silicones e ceras) e afins.

2. Objetivos

O principal objetivo deste projeto foi o desenvolvimento de um processo de fundição por cera perdida de peças com espessuras finas da ordem de 0,6 mm, com geometrias complexas em ligas titânio, nomeadamente impulsores para turbo compressores de automóveis.

Figura 1 – Impulsor de turbocompressor à esquerda. Modelos em silicone de impulsores e impulsores fundidos á direita 

3. Atividades

O projeto consistiu em:

1. Desenvolver formulações cerâmicas para garantir a obtenção de peças finas sem contaminação superficial das peças com oxigénio.
2. Desenvolver metodologias de fabrico de moldações em carapaça usando modelos de silicone e de cera.
3. Desenvolver forno de fusão e vazamento em atmosfera controlada usando cadinhos cerâmicos e cadinhos de cobre refrigerados.

4. Resultados

Deste projecto resultou um processo que permite obter impulsores em ligas de titânio até 0,8mm de espessura, contudo a empresa ainda não produz esses impulsores porque actualmente o mercado ainda não pede esse tipo de produtos.

Figura 2 - Impulsores para turbocompressores em ligas de titânio

O desenvolvimento desta nova tecnologia permitiu à Zollern adquirir competências ao nível da fusão e vazamento em vácuo com atmosfera controlada. Estas competências foram reconhecidas pela sua casa-mãe, o que levou a que esta tenha decidido instalar na empresa dois postos de vazamento em vácuo, com a consequente transferência de alguns produtos para Portugal.

Atualmente, cerca de 20% da sua produção consiste na fundição em vácuo de peças para turbocompressores em super ligas de níquel, nomeadamente veios e tampas para o sistema “waste gate” dos turbocompressores, bem como escudos térmicos para câmaras de combustão de turbo reatores de aeronaves, tendo levado a que a Zollern se certificasse recentemente com a Norma EN9100 de fornecedor da indústria aeronáutica.

Neste momento está a iniciar a produção das primeiras séries de próteses de joelhos em ligas de cobalto crómio, recorrendo às capacidades que começaram a ser criadas com o projeto COMTICAST.

Figura 3 - Forno de fusão em cadinhos frios “cold skul induction melting” instalado no INEGI

Figura 4 – Novo departamento de fusão em vácuo instalado na Zollern, com forno de fusão em cadinhos cerâmicos e forno de pré aquecimento de moldações

A empresa está também agora preparada para produzir pré-series de turbinas para turbocompressores de automóveis em ligas avançadas de aluminetos de titânio, recorrendo igualmente ao sistema de fusão e vazamento em vácuo com atmosfera controlada.

Figura 5 - Cacho de turbinas em aluminetos de titânio à esquerda e em cera á direita

Este projeto permitiu igualmente à empresa criar uma equipa jovem altamente qualificada e multidisciplinar, tendo em permanência três quadros superiores e seis técnicos completamente dedicados a projetos de investigação e desenvolvimento, que depois do projeto COMTICAST já participaram noutros projetos de I&DT como: Compintegra, Aerovac, Medcast e Hyperturb. Actualmente todos estes elementos foram integrados em posições de destaque na actual estrutura da Zollern.

5. Apoio do COMPETE

> Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico

Apoiado pelo COMPETE no âmbito do Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico, o projeto COMTICAST envolveu um investimento elegível de 1.429.841€ e um incentivo FEDER de 1.034.721€.

> Testemunho | Virgílio Oliveira - Diretor Geral

"O projeto COMPTICAST foi gratificante para todos os envolvidos.  Mesmo não tendo sido possível até à data industrializar o processo, as competências adquiridas permitiram entrar na área de negócio das super ligas para mercados como a aeronáutica, energia,  turbocompressores (automóvel) e medicinal.

O maior proveito considero as pessoas que estiveram envolvidas neste projeto, que hoje fazem parte dos nossos quadros e ajudam a construir o nosso futuro."

6. Links

Site do INEGI: http://www.inegi.pt

Site da Zollern: http://www.zollern.de/pt.html