Quando todos os restantes materiais falham

Em todo o mundo, a maxon é conhecida pelos seus acionamentos de alta precisão. Mas poucas pessoas sabem que a empresa dispõe do seu próprio Departamento de Moldagem por Injeção para Cerâmica e Metais. Este departamento não só produz fusos de cerâmica, mas também peças especiais para relojoeiros e para a indústria da música. A cerâmica é um excelente material para reforçar os redutores. Foi por este motivo que a maxon fundou o seu próprio Departamento de Moldagem por Injeção de Pós há 20 anos. Hoje em dia, algumas das peças de cerâmica aí produzidas são até mesmo utilizadas para melhorar a experiência dos amantes de música.

O maior orgulho do departamento tem agora o seu próprio espaço. Andreas Philipp, Chefe do Departamento de Moldagem por Injeção de Pós da maxon, vai diretamente em direção às paredes recém-construídas, abre a porta e aponta para uma máquina na sala — um dispositivo laser para peças cerâmicas de maquinação de materiais duros. Esta última aquisição é capaz de cortar cerâmica com uma precisão de 2 micrómetros, explica Philipp. Maquinação de elementos de mola com uma espessura de parede de 17 micrómetros ao mesmo tempo que se realizam medições precisas: é assim que o departamento se mantém na vanguarda e fornece aos clientes peças de precisão ainda mais rapidamente.

Cerâmica para uma vida útil prolongada

O número de pessoas que têm conhecimento do Departamento de Moldagem por Injeção para Cerâmica e Metais da maxon é provavelmente bastante pequeno. Afinal, a empresa é principalmente conhecida pelos seus micromotores que mantêm em funcionamento aplicações tanto em Marte como aqui na Terra -— desde robôs cirúrgicos e sistemas de automação laboratorial a máquinas de tatuagem.

Para além dos acionamentos de precisão, a maxon também produz sistemas de controlo, codificadores e, em particular, redutores. Para determinadas aplicações, estes têm de ser reforçados — ou, para ser mais preciso, os seus componentes individuais de redutores, como rodas dentadas, eixos ou suportes planetários. A cerâmica é especialmente adequada para este tipo de atualizações — afinal, o material é mais resistente aos produtos químicos e às flutuações de temperatura do que o aço e, além disso, muito duro. Os eixos cerâmicos prolongam significativamente a vida útil de um redutor, especialmente para acionamentos utilizados nas operações start-stop. Foi por este motivo que, há cerca de vinte anos, a maxon começou a fabricar as suas próprias peças cerâmicas. Cerca de 45 funcionários trabalham atualmente no Departamento de Moldagem por Injeção, entre os quais responsáveis pelo desenvolvimento, engenheiros de aplicação, especialistas em qualidade e funcionários de produção.

Andreas Philipp, Chefe do Departamento de Moldagem por Injeção de Pós, apresenta um fuso cerâmico.

Do motor ao fuso

Os especialistas em moldagem por injeção de pós pertencem à unidade de produção especializada da maxon em Sexau, no sul da Alemanha. Cerca de metade das peças fabricadas pelo departamento são utilizadas em acionamentos maxon. Os fusos cerâmicos para acionamentos lineares são especialmente procurados, devido às suas características de funcionamento e resistência ao desgaste. “Somos a única empresa capaz de oferecer aos clientes um motor, um redutor e um fuso cerâmico a partir de uma única fonte”, afirma Andreas Philipp. O desenvolvimento e produção de peças cerâmicas de precisão têm os seus custos. Os processos são complexos e a maquinação de materiais duros exige ferramentas diamante ou, tal como supramencionado, de máquinas laser. É por este motivo que a cerâmica é geralmente apenas selecionada para requisitos muito específicos, que não podem ser cumpridos com outros materiais, mais comuns. Ou, para o dizer de outra forma: “A cerâmica é utilizada quando todos os restantes materiais falham”.

Nos processos de maquinação de materiais duros, as peças cerâmicas são esmeriladas e lixadas com tal precisão que são alcançadas tolerâncias na gama de micrómetros.

Dois dias no forno

O processo de produção começa com um granulado, também conhecido por matéria-prima. Esta contém uma certa quantidade de adesivo para que o material possa ser primeiramente prensado em moldes. Depois de as peças terem saído da máquina de moldagem por injeção, estas já podem ser ligeiramente maquinadas. No entanto, ainda não têm muito em comum com os produtos cerâmicos acabados. Estes são designados por compactos em verde e são frágeis, facilmente quebráveis e muito maiores do que o produto final. São necessários mais alguns passos até obterem as notáveis características da cerâmica industrial. Em primeiro lugar, o adesivo é removido através de um processo químico. Em seguida, são enviados para o forno para sinterizar durante dois dias a uma temperatura de até 1500 graus Celsius. Durante este processo, encolhem até 30 por cento.

Esta perda de volume é difícil de calcular, especialmente se o objetivo é manter as tolerâncias na gama dos micrómetros. É por isso que, após a sinterização, muitas peças são lixadas de modo a ser possível atingir as tolerâncias exigidas. E alguns componentes apenas necessitam de um simples polimento antes de estarem prontos para envio.

Polimento final após a sinterização, para conferir às peças cerâmicas uma superfície lisa.

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Produção rápida de protótipos

As vantagens oferecidas pelas propriedades especiais da cerâmica levaram a maxon a produzir muito mais do que apenas componentes de redutores. Os produtos fabricados também incluem jatos em miniatura para a automação industrial, linguetas para relógios e até caixas de auscultadores. Estas últimas foram produzidas na maxon durante anos e considera-se que têm um efeito positivo na qualidade do som. Ao contrário das caixas metálicas, são também resistentes aos riscos e mantêm o seu belo brilho durante muito tempo.

Os princípios básicos da moldagem por injeção de pós permaneceram em grande parte os mesmos ao longo dos últimos anos. No entanto, algumas coisas mudaram. De acordo com Andreas Philipp, o processamento de compactos em verde será reduzido no futuro. Em vez disso, formas básicas simples serão moldadas e de seguida maquinadas com equipamento de alta tecnologia até terem a forma perfeita. “Desta forma, os clientes recebem um protótipo muito mais cedo”, afirma Andreas Philipp. Pequenos lotes podem também ficar prontos para envio mais rapidamente. O que ainda não mudou foi o fascínio pela moldagem por injeção de pós, que é visível no trabalho de todos os colaboradores. “Todos os trabalhos são diferentes, nada é rotineiro. A cerâmica é um material extremamente desafiante. É isso que a torna tão interessante.”