Benefícios do Laser Cladding para peças de alto desempenho.

Você conhece os benefícios do Laser Cladding? O laser cladding, ou revestimento a laser, é uma tecnologia avançada de deposição de material que oferece benefícios significativos para diversos setores industriais, incluindo siderurgia, mineração, agricultura, papel e celulose, hidrogeração, e petróleo e gás. Este processo envolve a fusão de material de revestimento na superfície de um substrato usando um feixe de laser de alta potência, resultando em uma camada de revestimento complexa e com união metalúrgica ao substrato. Para engenheiros de produto e manutenção, compreender as vantagens do laser cladding é essencial para o desenvolvimento de melhorias e a manutenção de equipamentos de alta performance.

Este texto explora os múltiplos benefícios do laser cladding, destacando sua relevância e aplicabilidade em diferentes setores industriais. Ele fornece uma visão abrangente e detalhada, atendendo às necessidades e expectativas de engenheiros de produto e manutenção na busca por soluções inovadoras e eficazes para as suas respectivas indústrias.

Principais Benefícios do Laser Cladding

A tecnologia de aplicação de revestimentos por laser oferece uma infinidade de benefícios para os usuários. Nós tentamos resumir aqueles que entendemos ser os mais importantes pra você conseguir ter uma ideia dos resultados que podem ser obtidos

1. Melhoria da Resistência ao Desgaste por abrasão e Corrosão: O principal benefício do laser cladding é a significativa melhoria da resistência ao desgaste por abrasão e corrosão dos componentes revestidos. Para indústrias como mineração e siderurgia, onde os equipamentos são constantemente expostos a ambientes com mecanismos de desgastes combinados, esta resistência prolonga a vida útil dos componentes, reduzindo a necessidade de substituições frequentes e paradas não programadas.
2. Aumento da Durabilidade e Confiabilidade dos Equipamentos: Componentes revestidos por laser cladding apresentam maior durabilidade e confiabilidade. A camada de revestimento aplicada é homogênea e livre de porosidades, garantindo uma proteção contínua e eficiente. Além disso, pode ser aplicado espessuras maiores do que em um processo de Aspersão Térmica. Em setores como a hidrogeração e a agricultura, onde a confiabilidade dos equipamentos é crucial para operações ininterruptas, o laser cladding oferece uma solução robusta e duradoura.
3. Precisão e Controle no Processo de Aplicação: O laser cladding permite um controle preciso da espessura e da composição do revestimento, garantindo que os componentes atendam exatamente às especificações de projeto. Esta precisão é particularmente benéfica para engenheiros de produto que buscam otimizar o desempenho dos equipamentos, como rotores de turbinas em hidrogeração ou brocas de perfuração na indústria de petróleo e gás. É possível também reduzir custos de fabricação de peças de grande porte por que é possível fabricar a peça com um substrato de menor valor agregado e revestir somente a região que vai estar exposta ao mecanismo de desgaste.
4. Redução de Custos Operacionais: Embora o investimento inicial no processo de laser cladding possa ser maior comparado a métodos tradicionais, a redução nos custos operacionais a longo prazo é significativa. A maior vida útil dos componentes e a diminuição de paradas para manutenção resultam em economia substancial. Este benefício é especialmente apreciado por engenheiros de manutenção,  que trabalham para maximizar a disponibilidade dos equipamentos com confiabilidade (indicador OEE)  ao menor custo de manutenção possível.
5. Flexibilidade e Adaptabilidade: Outro importante benefício do laser cladding é a sua grande versatilidade. Ele permite que seja aplicado revestimentos em uma ampla gama de materiais base, incluindo aços, ligas de níquel e titânio com uma grande variedade de ligas. Esta adaptabilidade permite que os engenheiros de produto utilizem o laser cladding em diferentes componentes e indústrias, garantindo que os revestimentos atendam às necessidades específicas de cada aplicação, seja na siderurgia, mineração ou em outro setor industrial. Ou seja, as superfícies podem ser customizadas ao meio no qual vão estar expostas.
6. Redução de Impactos Ambientais: A indústria como um todo está passando por um processo de transição e está cada vez mais buscando alternativas de processos limpos para fabricação. O processo de laser cladding é energeticamente eficiente e gera menos resíduos em comparação com outros métodos de revestimento. Este aspecto ambientalmente favorável é um diferencial importante para indústrias que buscam reduzir sua pegada ecológica e cumprir com regulamentos ambientais rigorosos. Na indústria de papel e celulose, por exemplo, a adoção de tecnologias sustentáveis como o laser cladding pode contribuir para práticas operacionais mais verdes.

Aplicações por Indústria que podem aproveitar os benefícios do Laser Cladding

• Siderurgia: Na siderurgia, componentes como rolos de laminação e guias são frequentemente revestidos para resistir ao desgaste severo. O laser cladding melhora a resistência ao desgaste desses componentes por que podem trabalhar submetidos a ambientes combinados, garantindo uma operação contínua e eficiente das linhas de produção. Ligas de matriz de níquel, por exemplo, possuem elevadíssima resistência à corrosão, inclusive em altas temperaturas, e partículas de carboneto de tungstênio esféricas, com 2500 HV300 de dureza, proporcionam a resistência ao desgaste abrasivo, além de resistência ao impacto.

• Mineração: Equipamentos de mineração, como escavadeiras e britadores, são submetidos a condições extremas de abrasão e impacto. O laser cladding é utilizado para reforçar superfícies críticas, prolongando a vida útil dos componentes e melhorando a confiabilidade das operações. A tecnologia permite a aplicação de camadas espessas, com união matelúrgica ao substrato.
• Agricultura: Na agricultura, a durabilidade dos equipamentos é essencial para os produtores não perderem as janelas de plantio e colheita pra terem maior produtividade da safra. Ferramentas agrícolas e componentes de máquinas podem ser revestidos por laser cladding para resistir ao desgaste causado pelo solo e pelos resíduos das culturas, resultando em menor necessidade de manutenção e maior produtividade. Lâminas de picadores das colheitadeiras, subsolatores, e raspadores estão entre os principais exemplos de aplicações para esses meios.

  

  Papel e Celulose: A indústria de papel e celulose enfrenta desafios específicos relacionados à corrosão e desgaste de componentes em ambientes úmidos e com produtos químicos. O laser cladding oferece uma proteção eficaz para componentes como válvulas, elementos de bombas, peças de caldeira, roscas transportadoras, entre outros. Além disso, o laser cladding é ampplamente utilizado nessa indústria para recomposição dimensional de peças desgastadas, de alta complexidade.

• HidrogeraçãoEm hidrogeração, a confiabilidade dos componentes é crucial para a geração contínua de energia. Turbinas eixos e outros componentes críticos podem se beneficiar do laser cladding, que proporciona uma proteção duradoura contra erosão e cavitação.
• Petróleo e GásA indústria de petróleo e gás requer componentes que possam resistir a ambientes altamente corrosivos e de alta pressão. O laser cladding é ideal para revestir válvulas, tubos e componentes de perfuração, oferecendo resistência superior à corrosão e ao desgaste, e garantindo a segurança e eficiência das operações.

Considerações Técnicas e Econômicas a serem observadas

1. Seleção de Materiais: A escolha do material de revestimento é fundamental para o sucesso da aplicação do laser cladding. Materiais como cobalto, níquel e carbeto de tungstênio são comumente utilizados devido às suas excelentes propriedades de resistência ao desgaste e à corrosão. A seleção deve considerar as condições operacionais específicas de cada aplicação para maximizar os benefícios do revestimento. É importante que o profissional de manutenção tenha um conhecimento sobre tribologia pra melhorar a assertividade da escolha. Se não for o caso, o conhecimento e experiência da empresa que aplica o revestimento pode ser de fundamental importância
2. Parâmetros de Processo: O controle dos parâmetros de processo, como potência do laser, velocidade de varredura e taxa de alimentação do pó, é crucial para garantir a qualidade do revestimento. Ajustes precisos nesses parâmetros podem otimizar a aderência, a homogeneidade e a espessura do revestimento, resultando em desempenho superior dos componentes. Um processo de aplicação robotizado é o mais apropriado para aplicação de revestimentos utilizando essa tecnologia.
3. Custos e Retorno sobre Investimento: Embora o custo inicial do laser cladding possa ser alto, o retorno sobre o investimento é rapidamente percebido devido à redução dos custos de manutenção e substituição de componentes. A análise de custo-benefício deve incluir a vida útil prolongada dos componentes, a diminuição das paradas não programadas e a melhoria da eficiência operacional.

O laser cladding representa uma solução avançada e eficaz para melhorar a resistência ao desgaste e à corrosão de componentes em várias indústrias. Engenheiros de produto e manutenção podem se beneficiar significativamente dessa tecnologia, desenvolvendo projetos de alta performance e garantindo a confiabilidade e a eficiência dos equipamentos. A implementação do laser cladding não só oferece vantagens econômicas, mas também contribui para práticas operacionais mais sustentáveis e eficientes. Portanto, adotar o laser cladding é uma escolha estratégica para qualquer indústria que busca melhorar seu desempenho e competitividade no mercado.