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A seleção do material no projeto de engenharia é muito importante em todos os aspectos. Há um número de critérios de design de engenharia e os fatos devem ser considerados ao selecionar um material específico para um determinado projeto.
Por que seleção de materiais?
A seleção de material é uma das principais funções do engenheiro de projeto eficaz, pois determina a confiabilidade do projeto em termos dos aspectos industriais e econômicos. Um projeto excelente pode não ser um produto lucrativo se não for possível encontrar as combinações de materiais mais adequadas. Portanto, é vital saber quais são os melhores materiais para um projeto específico. Para saber quais os melhores materiais para um projeto, os engenheiros usam vários fatores dos materiais para chegar à decisão mais razoável. Eles se concentram principalmente nas propriedades dos materiais que são identificados como materiais potenciais para esse projeto específico.
Quando um determinado projeto será realmente produzido, ele deve ser submetido a uma série de técnicas de fabricação dependendo do material e do processo de design. Na conclusão da produção, ele também deve ser totalmente adequado para a fase de serviço. Para prever a confiabilidade de ambos os requisitos, os materiais devem ser capazes de suportar uma determinada carga. Portanto, o material deve possuir certa força e rigidez. Os materiais selecionados são examinados quanto aos valores de resistência e rigidez, e então os materiais potenciais são inspecionados para obter outras propriedades desejadas.
A seleção de material é uma das principais preocupações no projeto de engenharia mecânica. As seleções de materiais em projetos de engenharia, como estruturas de engenharia civil também são muito importantes.
O desgaste é um problema quando os materiais estão entrando em contato um com o outro em um produto. Portanto, deve ser assegurado que os materiais selecionados tenham resistência suficiente ao desgaste. Um dos melhores exemplos para isso é projetar engrenagens para lidar com o desgaste. Existem muitas técnicas de produção disponíveis para melhorar a resistência ao desgaste e tornar o material mais adequado para a aplicação. Este é também um fator muito importante a ser considerada ao selecionar um material para um projeto específico. No processo do projeto isso deve ser considerado com muito cuidado.
A importância da seleção de materiais na engenharia é claramente visível em ambientes corrosivos. Também é um importante critério para projetos que fiquem expostos ao meio ambiente por um longo período de tempo. É provável que alguns materiais sejam corroídos no serviço, dependendo do ambiente que estiverem. Metais como o ferro são fortemente propensos à corrosão se não estiver devidamente preparado. Portanto, se deve ter certeza de que o material pode ser empregado para um projeto específico antes de selecioná-lo. Pintura ou qualquer outro método de revestimento superficial, proteção catódica, etc., são formas possíveis de minimizar o efeito e aumentar a vida útil.
Embora o material seja o melhor a se usar em um projeto, pode ser difícil à fabricação. Isto é particularmente aplicável no projeto de engenharia mecânica. Se este critério de seleção for negligenciado, o processo de fabricação pode ser muito caro, não o tornando lucrativo como um produto comercial. Portanto, antes de selecionar os materiais, esse fato também deve ser considerado. Esses fatos são amplamente variados com o tipo de método de fabricação. Por exemplo, ao produzir uma engrenagem, suas dimensões devem ser muito precisas. Caso contrário, o aplicativo não pode fornecer o desempenho esperado. Para tornar as dimensões mais precisas, tem que ser usinada na produção. Assim, o material selecionado pode ser usinado com um custo mínimo. Caso contrário, não há nenhum sentido usar esse material nesta engrenagem em particular.
O custo é um fator crítico a ser considerado ao selecionar materiais para um determinado projeto para a maioria dos produtos porque enfrentam uma concorrência severa no mercado. Então, a maioria dos metais ou outros materiais valiosos são substituídos por plásticos em grande parte dos projetos onde eles são aplicáveis, no projeto de engenharia mecânica. O fator custo pode ser negligenciado quando é dada a prioridade máxima ao desempenho. Ao estimar os custos, todos os fatores de custo associados devem ser considerados para obter um valor mais razoável. Pode envolver os custos de transporte, processamento, etc.
Estes são os principais fatos a considerar ao selecionar um material para um projeto, mas há uma série de outros fatores que se tornam essenciais, dependendo do produto específico. Em algumas ocasiões, propriedades particulares do material podem se tornar o fator dominante em relação a outras propriedades. Por exemplo, a condutividade elétrica é vital para uma aplicação elétrica por isso deve ser dada a prioridade. Na engenharia mecânica, o design para peso leve é importante para certas partes dos veículos onde é utilizado o alumínio em vez de aço. A incapacidade de atender a temperatura máxima de operação pode ser o motivo de excluir o material mais rentável para um determinado design de alta temperatura. Uma vez selecionada uma pequena lista de materiais, não quer dizer que é o fim do processo, o melhor material pode estar por vir. Também tem que executar as funções desejadas de forma satisfatória, não por apenas um ou dois dias, mas por um longo período de tempo. Neste teste difícil, o design pode falhar de forma abrangente. Portanto, o projetista deve considerar as formas de melhorar o desempenho em todos os aspectos possíveis. Assim, o processo de design e a seleção de material é um processo contínuo, a menos que o fabricante não tenha intenção de sobreviver ao campo de batalha de mercado sempre desafiador.
