A indústria metalúrgica tem testemunhado avanços significativos nos últimos anos, e um dos processos inovadores que prometem transformar a fabricação de peças metálicas, como as de alumínio, é o Vacuum Clean Injection (VCI). Criado pelo professor Eduardo Vieira de Mello Lopes, da Vário Metal Indústria e Comércio de Aparelhos Eletrônicos Eirele, esse método consiste em injetar metais líquidos em moldes utilizando baixa pressão e um ambiente quase sem ar, conhecido como vácuo extremo. Isso significa que, praticamente, todo o oxigênio e outros gases são removidos do local em que o metal é processado, evitando impurezas e garantindo peças mais resistentes, com alta precisão e menor impacto ambiental.
Com a tecnologia VCI, é possível fabricar diversos produtos de alumínio, como componentes para as indústrias aeroespacial, aeronáutica, eletroeletrônica de precisão e automotiva. Esse método destaca-se pela capacidade de substituir peças que antes precisavam ser usinadas, além de viabilizar o uso de ligas especiais que não poderiam ser produzidas por processos convencionais. Isso amplia as oportunidades de aplicação do alumínio em setores que exigem materiais mais resistentes, leves e duráveis.
Como funciona
O VCI opera em um espaço altamente controlado, semelhante ao ambiente hospitalar. A tecnologia utiliza dois fornos integrados: um para a fundição e outro para a injeção, ambos sob vácuo de 0,5 Torr/0,66 Mbar. Essa condição impede a liberação de gases na atmosfera e propicia temperaturas elevadas de 1.100 a 1.200 °C, viabilizando a produção de peças com paredes finas de até 0,5 mm.
O processo ocorre em cinco etapas principais:
1 – Forno de fundição – fundição do alumínio;
2 – Transferência do alumínio fundido para o forno de injeção;
3 – Pistão em grafite acomoda-se no alumínio: nessa etapa é injetado gás argônio para evitar refluxo de metal;
4 – Injeção do alumínio com o molde também sob vácuo;
5 – Após a injeção e o recalque é feita a injeção de nitrogênio nas cavidades opostas da peça para um rápido resfriamento, possível apenas nesse processo.
Com baixa pressão de injeção, variando entre 1 e 2 Bar, o VCI resulta em equipamentos e moldes mais leves, ocupando menos espaço e reduzindo custos operacionais.
Vantagens
Segundo o professor Lopes, o grande diferencial do processo está na possibilidade de produzir peças com qualidade aprimorada, reduzindo os custos dos moldes e tornando viável a fabricação em pequena escala. Essa técnica beneficia especialmente os setores que dependem de peças usinadas, como a indústria aeroespacial e o de medicina.
Além disso, por meio dessa tecnologia, é possível criar novas ligas metálicas, ainda inexistentes no mercado, que podem melhorar projetos ao oferecer mais resistência e menor peso. O uso do alumínio no processo VCI, por exemplo, assegura a ausência de porosidade nas peças e a realização da têmpera – tratamento térmico que aumenta a resistência do material.
“O VCI não apresenta limitações quanto à composição das ligas. Pelo contrário, permite o desenvolvimento de novas, como aquelas com nióbio e escândio, além das desejadas ligas amorfas, que apresentam estrutura atômica diferenciada e estão sendo estudadas para diversas aplicações industriais”, explica Lopes.
Sustentabilidade
O VCI é uma solução mais sustentável em comparação aos métodos tradicionais de injeção de alumínio. Entre seus benefícios ambientais, destacam-se:
- Ausência de poluição sonora, pois o equipamento é elétrico e pneumático. Também não emprega bombas hidráulicas barulhentas;
- Não utiliza óleos ou desmoldantes;
- Elimina emissão de gases na atmosfera devido à fundição sob vácuo.
De acordo com Eduardo Lopes, o ambiente de produção assemelha-se a um hospital, uma proposta disruptiva que transforma a metalurgia tradicional.
Próximos passos
O professor Lopes e sua equipe continuam trabalhando intensamente para levar o processo VCI a um novo patamar. O próximo passo é ambicioso: produzir “peças gigantes”, de até 4 m de comprimento, como chassis de automóveis. Essa evolução será possível graças à utilização de três fornos de injeção operando simultaneamente, inovação que permitirá a criação de componentes mais leves e resistentes, substituindo as estruturas pesadas tradicionais – um impacto significativo no setor automotivo e em outras indústrias, impulsionando a eficiência e a sustentabilidade.
Idealizador do projeto, o professor reconhece o trabalho da equipe que possibilitou essa conquista, incluindo o projetista Diomar Zanella, seu sócio, Eduardo Posselt, além de Joari, colaborador fundamental na montagem da primeira injetora.
A Vário Metal, empresa responsável pelo desenvolvimento do VCI, está sediada no Centro de Inovação, Empreendedorismo e Tecnologia (Cietec) da Universidade de São Paulo (USP) e do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen). Ela possui a marca DNA USP (selo de reconhecimento concedido pela USP a empresas que mantêm estreita relação com a instituição), o que reforça seu compromisso com a pesquisa e o desenvolvimento de novas tecnologias no Brasil.
Fotos: Divulgação
