Estudo da tecnologia laser na reparação de defeitos em louças cerâmicas - Fernandes, Jorge Miguel Miranda (2020)
O presente trabalho tem como objetivo aplicar a tecnologia laser para desenvolver um método alternativo à correção de defeitos em peças cerâmicas fabricadas pela empresa Sanindusa. No tratamento tradicional, a empresa recorre ao recozimento da totalidade da peça cerâmica com o objetivo de reparar defeitos com dimensões reduzidas, na ordem dos mm2, estando associados elevados consumos energéticos. Neste trabalho é apresentado um estudo recorrendo à tecnologia laser de CO2. Numa primeira fase do trabalho foi estudado o efeito da radiação laser no vidrado base usada pela Sanindusa como material de reparação, variando potências, áreas de interação da radiação laser e tempos de tratamento. O estudo realizado permitiu definir os parâmetros que conduzem ao melhor resultado: 55W com um tempo de interação de 6:40min. No entanto, com o aumento da área de interação, verificou-se uma melhor homogeneização entre as superfícies do vidrado base com o vidrado da peça, verificando-se que os melhores resultados eram obtidos para 70W com área de interação de 56,75mm2. Não obstante estas condições conduzirem a resultados promissores, todas as situações conduziam ao desenvolvimento de uma fissura circular em torno do defeito, resultante dos elevados gradientes térmicos causados pela radiação laser. Foi então explorado o uso de uma mesa elevatória que permite variar a área de interação durante o ciclo de tratamento. Verificou-se que para uma diminuição da área com velocidades de 0,2 e 0,3 mm.s-1, era possível reduzir o aparecimento de fissuras no seu interior e que a fronteira entre o defeito e o vidrado da peça era ainda mais homogénea. No entanto, como a fissura circular continuava a surgir, realizou-se um novo estudo recorrendo a novos materiais com o objetivo de reduzir a potência laser necessária para fundir o material e desse modo reduzir as tensões térmicas. Os materiais estudados além de não permitirem reduzir significativamente a potência do laser também não mostravam compatibilidade com o vidrado da peça cerâmica, ao contrario do que acontecia com o vidrado base. Com o objetivo de encontrar uma nova solução, foi desenvolvido um sistema que permite acoplar uma lâmpada de radiação infravermelha ao sistema laser, de forma a minimizar os gradientes térmicos causados pelo laser no tratamento com o vidrado cerâmico. O estudo efetuado com este novo setup, permitiu reduzir a potência do laser necessária ao tratamento para valores da ordem dos 60W e mostrou, que as fissuras circulares eram efetivamente minimizadas.