Quais são os próximos passos da tecnologia de tratamento térmico?

Embora em pequena escala, a fabricação aditiva de metal está crescendo rapidamente e colocando novas demandas nos processos de tratamento térmico. Na verdade, o tratamento térmico é uma parte importante para alcançar uniformidade e consistência nas peças acabadas, o que será essencial se a fabricação aditiva quiser fazer a transição da produção em pequena escala para a produção em massa.

"Hoje, a fabricação aditiva é um processo muito manual, em que as peças são transportadas fisicamente de uma estação para outra em cada etapa do processo", disse Dilip Chandrasekaran, diretor de P&D e tecnologia da Kanthal. "O que veremos no futuro, à medida que a indústria cresce, são processos mais automatizados onde as impressoras 3D alimentam as peças pós-tratamento. Isso precisará ser simples e fácil, e o aquecimento terá que realizar diferentes processos."

À medida que as peças fabricadas se tornam menores e mais complexas, novos tipos de fornos precisarão ser desenvolvidos e personalizados especificamente para a indústria de fabricação aditiva.

Smaller and more intricate parts will require new types of furnaces."Isso exigirá fornos que possam remover aglutinantes, sinterizar produtos e fornecer refrigeração", acrescenta Chandrasekaran. "Mas a tecnologia AM está se movendo tão rápido que é difícil prever."

Fazendo a transição para aquecimento elétrico

Além da fabricação aditiva, fabricantes de vários setores pesados estão pensando cada vez mais em eletrificar os processos de tratamento térmico. Muitas empresas já estão substituindo os aquecedores a gás por elétricos, o que não só elimina as emissões, mas também proporciona melhor controle e previsibilidade.

"O esforço para melhorar a sustentabilidade, a circularidade, a automação e a digitalização está afetando outras indústrias, portanto, afetará o tratamento térmico também", diz Chandrasekaran. “Em indústrias pesadas como automotiva, aço, alumínio e produtos petroquímicos, que são grandes emissores de CO2, o impulso para fazer uma mudança é particularmente forte."

O ritmo da mudança é mais rápido em mercados onde a eletricidade é barata e facilmente disponível. Essa tendência é clara no norte da Europa, mas menos nos Estados Unidos onde os preços do gás natural são baixos e, portanto, a economia em potencial de custos não é tão óbvia embora ainda seja possível.

Em muitos lugares, as incertezas em torno da oferta e da demanda de eletricidade também impedirão a transição. Mas, no geral, conforme uma legislação governamental mais rígida entrar em vigor, a emissão de CO2 se tornará mais cara devido ao aumento de taxas e impostos, e isso acelerará o impulso em direção à eletrificação.

"O primeiro passo para tornar o tratamento térmico livre de carbono é instalar aquecedores elétricos, e isso já pode ser feito hoje", diz Dilip. "O próximo passo é usar eletricidade de uma fonte sem combustíveis fósseis. Assim, você basicamente eliminou todas as emissões do processo."

O desafio para os fabricantes de equipamentos de aquecimento será o aprimoramento das soluções. Atualmente, os aquecedores elétricos podem substituir os aquecedores a gás e os queimadores a gás em instalações grandes como na fabricação aditiva. No entanto, para completar a transição em indústrias ainda maiores, como aço e petroquímica, aquecedores de energia ainda mais altos serão necessários.

Fazendo mais com menos

A flexibilidade é outra demanda crescente quando se trata de tecnologia de tratamento térmico e, na próxima década, espera-se que os equipamentos executem várias tarefas no mesmo processo.

"Em vez de ter etapas e processos separados para têmpera, recozimento e assim por diante, precisaremos combinar mais funções no mesmo equipamento", Chandrasekaran explica. "Isso vai reduzir as etapas de produção e, portanto, os custos."