WO2014057346A2

WO2014057346A2 - Processo de fabricação de um componente poroso e componente

Info

Publication number: WO2014057346A2
Application number: PCT/IB2013/002308
Authority: WO
Inventors: Fernando WITHERS TORRES; Roberto Binder; Aloisio Nelmo Klein; Cristiano Binder; Renan MULLER SCHROEDER; Kaline PAGNAN FURLAN
Original assignee: Whirlpool S.A.
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2014-04-17
Also published as: MX2015004431A; EP2907604A2; US20150266094A1; WO2014057346A3; MX368616B; BR102012025883B1; EP2907604B1; AU2013328374A1; BR102012025883A2

Abstract

A presente invenção refere-se a processo de fabricação de um componente poroso (1) com a função de restritor de fluxo, que tem como fundamentos básicos o processo de moldagem de pós metálicos por injeção, o qual foi aprimorado a fim de se alcançar um componente com porosidade comunicante distribuída homogeneamente. Tal restritor de fluxo compreende pelo menos um componente poroso (1), dotado de pelo menos uma porção restritora provida de uma porosidade dimensionada para regular o fluxo de gás que flui para um mancai aeroestático de um sistema mecânico como um compressor hermético constituído de um pistão em movimento relativo a um cilindro por exemplo. A presente invenção refere-se também ao uso e fabricação de componente poroso (1 ) obtido por Moldagem de Pós por Injeção ou Moldagem de Pós por Injeção Multimaterial, sendo o componente poroso (1) restritor de fluxo dotado de uma camada de material denso, ou seja, sem possuir poros comunicantes, na superfície externa paralela a direção do fluxo em quer deverá ocorrer o fluxo através do componente poroso (1 ), permitindo a sua inserção no sistema de mancalização sem interferir na estrutura porosa do núcleo (dupla porosidade). A invenção refere-se ainda a vedação existente entre o componente poroso (1) e o seu alojamento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UM COMPONENTE POROSO E COMPONENTE".

A presente invenção refere-se a um processo aprimorado de moldagem de pós por injeção MIM com a finalidade de se alcançar um com- ponente poroso com a função de restringir e controlar a distribuição de fluxo de fluido gasoso em mancais aerostáticos de sistemas mecânicos como compressores herméticos.

Descrição do estado da técnica

Atualmente, é bastante comum a utilização de conjuntos de pis- tão e cilindro acionados por motores elétricos para aplicação em compressores de gás de equipamentos de refrigeração, tais como refrigeradores domésticos, comerciais e industriais, congeladores e aparelhos de ar condicionado. Um dos desafios técnicos observados nesse tipo de compressor de gás é garantir que seja evitado um contato direto entre o pistão e o cilindro. Assim, devido ao movimento relativo entre o pistão e o cilindro, faz-se necessária a mancalização do pistão por meio de um fluído, interposto entre as superfícies móveis do par pistão-cilindro, evitando o contato entre as partes móveis e o seu desgaste prematuro.

Normalmente, para que seja obtido um funcionamento eficaz de mancais aerostáticos, é necessária a utilização de um restritor de fluxo capaz de limitar o fluxo do fluido comprimido proveniente de uma região de alta pressão do compressor, a fim de que a pressão de gás presente na folga entre o pistão e cilindro seja menor e adequada para a aplicação especifica. Em outras palavras, tal restrição visa permitir a redução ou controle da pres- são na região de mancalização pela perda de carga e controle de vazão do fluxo de gás comprimido proveniente de uma região de alta pressão do compressor, tal como revelado pelo documento. Diversas configurações construtivas já foram desenvolvidas de modo a permitir a implementação de restrito- res para proporcionar a redução de pressão na região de mancalização. Por exemplo, a patente norte-americana US 6.901.845 descreve um restritor que compreende um meio poroso, onde uma fita porosa é utilizada em conjunto com anéis de compressão. Uma desvantagem deste tipo de configuração consiste na necessidade de precisão dimensional na confecção dos anéis de compressão, o que encarece o processo produtivo, pois quanto maior a precisão dimensional, maior o custo de fabricação dos componentes mecânicos. Outra patente norte-americana (US 6.293.184) descreve restritores for- mados por microcanais dispostos junto à parede externa do cilindro que, em conjunto com uma luva na qual o dito cilindro é inserido, formam canais fechados e isolados, originando- uma pluralidade de restritores. Analogamente ao caso da patente anteriormente citada, uma desvantagem deste tipo de configuração consiste na necessidade de precisão na confecção das luvas, o que encarece os custos de fabricação. Uma desvantagem adicional desta técnica decorre do fato de este tipo formado com microcanais ser suscetível ao entupimento por partículas ou sujeiras presentes no compressor, sendo para tal necessário um filtro que garanta que o fluido alcance os restritores sem nenhum tipo de sujeira, pois esta impedirá o correto funcionamento do equipamento. O pedido de patente internacional WO/2008/055809 descreve restritores que consistem em microfuros dispostos na parede do cilindro, confeccionados a partir da aplicação de laser. Novamente, a confecção dos microfuros requer muita precisão, o que pode inviabilizar a produção de compressor com custos competitivos no mercado. Adicionalmente, pode também ocorrer o entupimento dos microfuros por partículas ou sujeiras presentes no compressor. Portanto, ainda não é conhecida uma solução satisfatória e eficiente para prover restrição no fluxo de gás utilizado na mancaliza- ção entre um pistão e um cilindro de um compressor de gás, que apresente uma boa confiabilidade, desempenho, aplicabilidade, e que ainda seja de baixo custo. Assim, o presente invento descreve uma solução para suprir esta lacuna, tecnicamente viabilizada pelo uso de materiais porosos refinados para o controle da vazão de fluidos, possíveis de serem produzidos via rota de processamento adaptada da técnica de moldagem de peças por inje- ção de pós e sinterização.

Tecnicamente, na engenharia o termo "material poroso" é utilizado quando a função de engenharia do material é viabilizada pela presença de poros no seu volume, cujo percentual volumétrico, tamanho, distribuição dependem da aplicação especifica do mesmo. Quando um material apresentar poros residuais em decorrência do seu processo de fabricação, mas os poros não são necessários para cumprir a sua função de engenharia, estes poros são considerados toleráveis se não comprometem a aplicação e inde- sejáveis quando afetam negativamente o desempenho do material na aplicação pretendida. Em relação ao tipo de poros, os materiais podem ser divididos em materiais com poros fechados, que possuem aplicação como suporte estrutural, ou materiais com poros abertos, que encontram aplicação principalmente onde o transporte de fluidos é necessário como, por exemplo, em controle de vazão, filtragem, suporte de catalisadores, isolamento térmico e acústico, depósito de lubrificante, entre outros. O processo utilizado para produzir os materiais porosos define suas propriedades, como tipo de porosidade (aberta ou fechada), o percentual volumétrico de poros no volume, o tamanho e formato, uniformidade da distribuição e interconectividade dos poros.

Estruturas com porosidade aberta podem ser formadas por rotas de processamento tais como a réplica, deposição controlada de material (INCOFOAM), por técnicas de prototipagem rápida, técnicas de metalurgia do pó como a sinterização de misturas de pós contendo uma fase sacrifício (space holder) misturada ao pó da matriz (metálica ou cerâmica) a qual é eliminada durante a etapa de sinterização, etc. Materiais com poros fechados podem ser produzidos pela combinação de uma matriz metálica com elementos ocos ("syntactic foams"), compactação de misturas de pó da liga com agentes espumantes, sinterização de pós simplesmente derramados em formas, injeção de gás diretamente em metal fundido ou adição de um agente formador de poros em metal fundido, etc.

Vários métodos alternativos de processamento para a produção de materiais porosos têm sido propostos ao longo dos anos. No entanto, para a aplicação particular pretendida, ou seja, controle de vazão de um fluido para mancais aeroestáticos em compressores herméticos, os componentes porosos devem ter baixo custo; portanto, deve ser possível produzir os mesmos em grandes séries de peças iguais por um processo de elevada produtividade com elevado grau automação e fácil controle. Para isto, as técnicas da metalurgia do pó se apresentam como técnicas de processamento com elevado potencial. Devido à elevada porosidade aberta e elevada perda de carga necessária ao mesmo tempo no componente poroso propos- to, é necessário gerar uma estrutura porosa refinada, o que leva a necessidade da utilização de pós finos e que tenham um distribuição granulométrica estreita para propiciar uma estreita distribuição do tamanho dos poros, tais como os utilizados na técnica alternativa da metalurgia do pó, chamada moldagem por injeção de pós. Esta técnica, devido à utilização de pós muito finos e distribuição de tamanho estreito, permite a obtenção de uma microes- trutura refinada de forma geral, incluindo ai todos os elementos microestrutu- rais, inclusive a estrutura de poros quando a sinterização é incompleta, ou seja, quando realizada em temperaturas suficientemente baixas para evitar uma pronunciada densificação por sinterização da peça verde. Desta forma, é possível obter um componente poroso com um elevado percentual de poros comunicantes (poros abertos) finos (poucos micrometros), homogeneamente distribuídos no volume do componente poroso, permitindo obter um controle refinado da vazão e da perda de carga através do mesmo, constitu- indo-se este componente poroso em um restritor de fluxo. Convém ressaltar aqui que, ao contrário da aplicação aqui descrita, ou seja, produzir um corpo poroso, a técnica da moldagem de pós por injeção é conhecida na engenharia como sendo uma técnica que permite obter componentes de elevada densidade (baixa porosidade residual) em função da elevada sinterabilidade apresentada pelos pós muito finos utilizados (tipicamente pós com tamanho médio em torno de 1 a 40 micrometros, dependendo do processo de fabricação do pó). Tipicamente, a moldagem por injeção de pós, conduzida em condições normais, leva a componentes com um percentual volumétrico menor do que 5% de poros residuais do tipo fechados (não comunicantes). No entanto, conforme mostrado no presente invento, pela utilização de matéria- prima na forma de pó devidamente selecionada e parâmetros de processamento adequados, é possível se obter material poroso sinterizado com porosidade e tamanho de poros adequados para a produção de componentes porosos com a função de engenharia pretendida no presente invento, isto é, utilização como restritor poroso que permita refinado controle de vazão do fluxo de fluido gasoso para a mancalização aerostática do para cilindro- pistão de compressores herméticos.

A moldagem de pós metálicos por injeção (Metal Injection Molding - MIM) vem se tornando um processo altamente atrativo, por aliar a versatilidade e a produtividade da moldagem por injeção de plásticos com as propriedades inerentes aos materiais metálicos. O processo de moldagem por injeção de pós (doravante chamado de MIP) ocupa um lugar de desta- que dentre as técnicas de fabricação de materiais a partir de matéria-prima na forma de pós, tais como pós cerâmicos, compósitos e, mais recentemente, pós metálicos. Mais concretamente, a moldagem de pós por injeção a- presenta como vantagem à luz das técnicas tradicionalmente empregadas, tais como compactação uniaxial em matriz, extrusão e colagem, a capacida- de de produção de peças com alta complexidade geométrica em seu formato. Estas mesmas peças, quando produzidas por outros processos, necessitam de muitas operações complementares para alcançar a tal complexidade em seu formato.

Atualmente, o mercado potencial que absorve os produtos fabri- cados a partir deste processo de moldagem compreende essencialmente peças que apresentam pequena massa e dimensões e alta taxa de densifi- cação, que necessitam de produção em larga escala. Em outras palavras, os principais mercados atendidos pelos materiais e peças obtidas a partir do processo de moldagem de pós por injeção são os mercados automotivo, or- todôntico, de defesa e armamento, eletroeletrônicos e a indústria médica, principalmente.

Em termos de processo, a MPI divide-se basicamente nos processos de moldagem de metais por injeção (MIM, do inglês Metal Injection Molding), e a técnica CIM (também do inglês, Ceramic Injection Molding).

Em síntese, o principio básico do processo de moldagem de pós por injeção está fundamentado em duas técnicas industrialmente consolidadas: a injeção de polímeros e a metalurgia do pó convencional. De forma resumida, os pós (cerâmicos e/ou metálicos) são misturados com um sistema orgânico formado por polímeros junto com outras substâncias orgânicas (por exemplo, parafina e polipropileno). Assim, estes produtos orgânicos são utilizados como veículo para transportar uma carga de partículas (pós) metá- liças, cerâmicas ou uma mistura de ambos, visando preencher a cavidade de um determinado molde que possui o formato da peça (componente) a ser obtida.

Atualmente, na prática da engenharia, o material que se procura obter quando se utiliza o processo de moldagem de pós metálicos por inje- ção (MPI) é um material metálico de alta densidade (ou seja, com baixo teor de poros residuais), possibilitando, via redução da porosidade residual pela elevada sinterabilidade do pó fino utilizado, um aumento significativo nas propriedades mecânicas do componente como dureza, resistência e ductili- dade, se comparado com material sinterizado produzido por metalurgia do pó tradicional, ou seja, via compactação uniaxial em matriz (prensagem) de pós de tamanho médio de partícula da ordem de 10 vezes maior (em torno de 100 μηι).

Mais concretamente, o processo MPI atualmente empregado busca eliminar totalmente os poros do material pela ação da formação de contatos entre as partículas de pós e o crescimento destes contatos durante a sinterização em altas temperaturas. Por outro lado, a sinterização dos componentes em altas temperaturas após a sua moldagem por injeção resulta em uma elevada retração volumétrica que pode levar a variações dimensionais e distorções na peça final obtida. Além da utilização de pós com elevada sinterabilidade, para obter-se um componente com elevada densifi- cação (baixo percentual de poros residuais), via de regra, a densidade a "verde" do injetado deve ser alta, ou seja, a carga de partículas sólidas presentes no preparado feedstock de injeção deve ser a maior possível. Assim, na prática da moldagem de pós por injeção busca-se minimizar a presença de poros para que seja alcançada a qualidade de material final denso e com elevada precisão geométrica, visto que as aplicações dos componentes produzidos via moldagem de pós por injeção demandam estas propriedades. As principais aplicações atuais são: implantes ósseos, brackets ortodônticos, componentes de instrumentos cirúrgicos, armas de fogo, peças automotivas, entre outras.

Ao contrário do praticado atualmente na moldagem de pós por injeção, o processo objeto da presente invenção vem empregar, de modo útil e aprimorado, a propriedade de formação de poros a partir da técnica MPI, agregando as vantagens desta, quais sejam, a redução ao mínimo das perdas de matéria-prima, facilidade do controle exato da composição química desejada, eliminação de operações de usinagem, bom acabamento superfi- ciai, processo produtivo de fácil automação, produtos obtidos com alta pureza.

Objetivos da invenção

A presente invenção consiste em prover um componente poroso para utilizar como restritor de fluxo, fabricado pelo processo de moldagem de pós por injeção, capaz de permitir uma limitação do fluxo de gás, de forma precisa e reprodutível mesmo em baixos níveis de fluxo, aplicado na manca- lização aeroestática como, por exemplo, entre um pistão e um cilindro de um compressor de gás.

A presente invenção é também alcançada através da fabricação de um componente poroso de baixo custo para aplicação em mancalização aerostática, que permita a limitação do fluxo de gás de forma precisa e reprodutível, mesmo em baixos valores de fluxo como da ordem 5 - 50 cm³/min, através do processo de moldagem de pós por injeção.

Os objetivos da presente invenção são ainda alcançados por um processo de fabricação de um componente poroso por moldagem de pós por injeção compreendendo o controle minucioso da porosidade primária através da temperatura e da combinação de materiais na forma de pós.

Os objetivos da presente invenção são alcançados também por um processo de fabricação de um componente poroso, via moldagem de pós por injeção, dotado de uma camada externa densa, sem poros comunicantes, que permite a fixação do mesmo, por interferência como exemplo, no mancai sem alterar a estrutura porosa do interior do componente poroso, a qual é responsável pelo controle do fluxo de gás.

A presente invenção tem por objetivo também a provisão de um processo de fabricação de um componente poroso capaz de ser fixado sem apresentar falhas de vedação na interface do componente poroso com o sis- tema mecânico no qual é inserido, para ser utilizado em diferentes aplicações.

Breve descrição da invenção

Os objetivos da presente invenção são alcançados através da provisão de um processo de fabricação de um componente poroso para utili- zação como restritor de fluxo em mancalização aerostática aplicada a compressores herméticos, o componente poroso sendo obtido através de uma técnica de moldagem de pós por injeção compreendendo as seguintes etapas: etapa i): homogeneização de pelo menos um preparado compreendendo (a) uma porção de pó metálico e (b) um aglomerante orgânico, constituí- do por uma mistura de polímeros termoplásticos e ceras; etapa ii) granulação de pelo menos um preparado obtido na etapa i); etapa iii) aquecimento de pelo menos um preparado granulado obtido na etapa ii) até pelo menos uma temperatura de início de fusão do aglomerante; etapa iv) preenchimento da cavidade de um molde com pelo menos uma mistura obtida na etapa iii); etapa v) compressão de pelo menos uma mistura obtida na etapa iii) sob uma determinada velocidade e pressão na cavidade de um molde até o seu preenchimento total; etapa vi) remoção do aglomerante orgânico em pelo menos uma etapa utilizando pelo menos um entre processos térmicos e químicos; etapa vii) pré-sinterização do material obtido na etapa vi), até pelo menos uma temperatura que promova uma resistência mecânica suficiente para manuseio do material; e etapa viii) sinterização controlada do material moldado obtido na etapa vii) em uma temperatura que promova uma rede de poros comunicantes superior a substancialmente 5% em pelo menos uma porção central do componente poroso, sendo que a etapa viii pode ocorrer simultaneamente com a etapa anterior.

Os objetivos da presente invenção são ainda alcançados através da provisão de um processo de fabricação de um componente poroso para utilização como restritor de fluxo em mancalização aerostática aplicada a compressores herméticos, sendo que é obtido um componente poroso de dupla porosidade através de uma técnica de moldagem de pós por injeção de multimateriais compreendendo as seguintes etapas: etapa i): homogenei- zação de dois preparados distintos compreendendo (a) uma primeira porção de pó metálico e (b) um aglomerante orgânico, compreendendo uma mistura de polímeros termoplásticos e ceras; etapa ii): granulação em etapas separadas de pelo menos dois preparados distintos obtido na etapa i); etapa, iii): aquecimento dos preparados granulados obtido na etapa ii) até a temperatu- ra de início de fusão do aglomerante; etapa iv): preenchimento da cavidade de um molde com pelo menos uma mistura obtida na etapa iii); etapa v): injeção de pelo menos uma mistura obtida na etapa iii) sob uma determinada velocidade e pressão na cavidade de um molde até o seu preenchimento total; etapa vi) injeção de um segundo material obtido na etapa iii) através de uso de molde com inserto e sobre injeção ou uso de um máquina de injeção com dois fusos e injeção simultânea dos dois materiais obtidos na etapa iii); etapa vii) remoção do aglomerante orgânico em pelo menos uma etapa utilizando pelo menos um entre processos térmicos e químicos; etapa viii): pré- sinterização do material obtido na etapa vii), em uma temperatura que pro- mova uma resistência mecânica suficiente para manuseio do material para as etapas seguintes; e etapa ix): sinterização controlada do material moldado obtido na etapa viii) a uma temperatura que promova a densificação por sinterização até uma porosidade residual inferior a 5% na porção do componente poroso mais externa e, ao mesmo tempo, mantenha um percentual volumétrico de poros comunicantes substancialmente maior que 5% na porção interna do componente poroso, sendo que a etapa ix) pode ocorrer simultaneamente com a etapa anterior.

Descrição resumida dos desenhos

A seguir, a presente invenção será descrita mais detalhadamen- te com base em um exemplo de execução representado nos desenhos das figuras em anexo. As figuras mostram:

Figura 1 - exemplos de componente porosos obtido por molda- gem de pós por injeção;

Figura 2 - é uma vista em perspectiva de uma primeira concretização preferencial da presente invenção; e

Figura 3 - é uma vista em perspectiva de uma segunda concreti- zação preferencial da presente invenção.

Descrição detalhada

O presente processo de fabricação do material poroso no presente invento é a moldagem de pós por injeção - PI , que é uma técnica variante da metalurgia do pó, a qual foi aprimorada no presente invento a fim de se alcançar uma estrutura porosa com as características necessárias a aplicação específica pretendida, ou seja, um componente poroso para a distribuição uniforme de fluido gasoso (restritor de fluxo) visando a mancaliza- ção aerostática.

Uma dessas aplicações é encontrada na mancalização aerostá- tica de compressores, cuja mancalização é alcançada através de uma camada de gás capaz de manter o movimento linear de um pistão em equilíbrio no interior de um cilindro. Para isso é necessário que a quantidade de gás responsável pela mancalização do pistão seja constante e, para controlar o fluxo do fluido faz-se necessário o uso de componente poroso 1 com estrutu- ra porosa homogénea, que permita não só regular o fluxo como também a distribuição uniforme do mesmo no sistema a ser mancalizado. O desenvolvimento do componente poroso 1 , chamado restritor poroso, e o par de materiais particulados a serem utilizados são também objeto do processo da presente invenção.

Os componentes porosos 1 podem consistir, por exemplo, de material cerâmico, metálico ou qualquer outro material poroso, para um controle preciso da vazão de gás para um mancai aerostático, como por exemplo, entre o par pistão e cilindro do compressor. Os materiais deverão ter boa resistência química, fundamentalmente contra a corrosão, para evitar que ocorra a degradação por corrosão e, em decorrência, alteração da morfologia dos poros, levando a alteração das características do componente poroso. Um entre os muitos materiais que podem ser usados é o aço i- noxidável. O componente poroso 1 pode ser fabricado peia técnica de moldagem de pós por injeção, pois este processo propicia um melhor controle de porosidade, reprodutibilidade de vazão de gás em fluxos relativamente baixos baixo custo de produção. Assim, o fluxo, de modo preferencial, mas não obrigatório, pode variar de 5 a 50 cm³/min.

Assim, a presente invenção apresenta como vantagens, aquelas típicas do processamento via técnicas da metalurgia do pó, tais como: redução ao mínimo das perdas de matéria-prima, controle fácil e exato da com- posição química do material, bom acabamento superficial, processo produtivo de fácil automação, produtos obtidos com alta pureza, obtenção de uma porosidade controlada e homogénea.

Estas características são possíveis de serem obtidas em componentes sinterizados moldados por injeção de pós devido a algumas carac- terísticas do processo frente a demais técnicas de processamento existentes hoje no mercado. Tal método (MPI) permite o controle homogéneo de nível de porosidade, tamanho de poro e distribuição homogénea de poros ao longo do volume do componente, sem agregar alto custo de fabricação. Uma destas características é o uso de pós finos com tamanho de partícula entre 1a 40 micrometros, sendo a dispersão de seu tamanho de partícula preferencialmente bastante estreita, de modo que o diâmetro dos canais porosos obtidos seja pequena e bem distribuída por toda a seção do componente poroso 1.

Outra característica do presente processo de moldagem de pós por injeção é que devido a baixa viscosidade da massa de injeção (mistura de pós com substâncias orgânicas no estado fundido) esta possui comportamento semelhante a um fluido, transmitindo a tensão aplicada integralmente em todas as direções e sentidos. Isto garante uma distribuição uniforme da tensão ao longo do volume do componente que está sendo injetado, evi- tando a formação de gradientes de densidade ao longo do volume, garantindo uma retração isotrópica durante a etapa de sinterização.

Uma terceira característica que o presente processo de molda- gem de pós por injeção é a possibilidade de se controlar o tamanho e a geometria de poros através do controle minucioso do tamanho e distribuição de tamanho de partícula dos pós utilizados como matéria-prima, bem como, pelo ajuste dos parâmetros do processo de sinterização.

Para garantir a manutenção de uma estrutura porosa com elevado percentual de poros comunicantes, utilizam-se na presente invenção temperaturas de sinterização baixas, que oscilam entre 850°C a 1200°C, inferiores aquelas usualmente utilizadas na sinterização de componentes mecânicos densos (1200 a 1400°C).

Para melhor entendimento, componentes mecânicos densos são aqueles que, embora possuam um determinado percentual de poros residuais do tipo fechados (menos de 5% em volume), não apresentam poros do tipo comunicantes e, portanto, não são possíveis de serem percolados por um fluido.

Quando se faz necessário um controle com vazão variável ao longo do comprimento de um mancai aerostático, é possível fabricar e aplicar restritores com vazão distinta, inseridos ao longo do comprimento do mancai, obtendo-se esta variação na vazão desejada. Estes elementos porosos com distintas características de fluxo são possíveis de serem obtidos variando-se as características do pó metálico utilizado na sua fabricação ou, variando-se a temperatura de sinterização, na qual o componente injetado será sinterizado. Note-se que esta necessita ser apenas um pouco diferente para gerar um nível de porosidade distinto em cada componente poroso 1.

Devido a esta flexibilidade de projetar uma microestrutura poro- sa, conforme as solicitações do mancai aerostático, a provisão de elementos porosos 1 fabricados via moldagem de pós por injeção é uma técnica economicamente muito atrativa.

Neste sentido, o processo da presente invenção compreende as seguintes etapas, descritas detalhadamente a seguir:

Etapa i): homogeneização de pelo menos um preparado compreendendo (a) uma primeira porção de pó metálico e (b) um aglomerante, compreendendo uma mistura de polímeros termoplásticos e ceras, até pelo menos um ponto de homogeneização;

Etapa ii): granulação do preparado obtido na etapa i);

Etapa iii): aquecimento do preparado granulado obtido na etapa ii) até pelo menos uma temperatura de início de fusão do aglomerante;

Etapa iv): preenchimento da cavidade de um molde com pelo menos uma mistura obtida na etapa iii);

Etapa v): compressão de pelo menos uma mistura obtida na e- tapa iii) sob uma determinada velocidade e pressão na cavidade de um molde até o seu preenchimento total;

Etapa vi): remoção das ceras do material obtido na etapa v), a- través de extração química;

Etapa vii): remoção dos polímeros termoplásticos do material obtido na etapa vi), através de extração térmica;

Etapa viii): pré-sinterização do material obtido na etapa vii), até pelo menos uma temperatura que promova uma resistência mecânica suficiente para manuseio do material;

Etapa ix): sinterização controlada do material moldado obtido na etapa viii) a uma temperatura que resulta em um corpo sinterizado com expressivo percentual volumétrico de poros comunicantes (variando entre 6% e 50%).

O processo de fabricação da presente invenção tem início com a escolha da composição do preparado (feedstock), que compreende uma primeira porção de pó metálico e uma mistura de polímeros termoplásticos e ceras, que atuam como veiculo de transporte das partículas na injeção.

Preferencialmente, o presente processo de fabricação utiliza um pó metálico, tal como, por exemplo, pó de ferro, pó de níquel, cobre ou pó de aço inoxidável 316L e 17-4 PH.

Note-se que, para um bom resultado com o processo de moldagem de pós metálicos por injeção, é necessário que o pó escolhido apresen- te características específicas, tais como alto empacotamento de partícula, boa injetabilidade e capacidade de auxiliar na retenção da forma do componente que será moldado. De modo preferencial, mas não obrigatório, o pó metálico utilizado no presente processo tem uma distribuição granulométrica estreita, na qual praticamente todas as partículas possuem diâmetro semelhante. Isto permite que a rede de poros comunicantes no volume do material poroso obtido ao final do processo apresente uma variação de diâmetro também bastante reduzida.

Por seu turno, a mistura de polímeros termoplásticos e ceras que compõe o preparado e atuam como agente aglomerante é responsável por garantir fluidez ao preparado a ser moldado, bem como, de auxiliar na obtenção da homogeneidade desta primeira mistura.

O agente aglomerante utilizado neste tipo de processo é composto geralmente por uma mistura de polímeros de baixo peso molecular e cadeias maiores. Os polímeros de baixo peso molecular como, por exemplo, parafina, cera de abelha e cera de carnaúba, facilitam o escoamento do preparado de pó metálico e aglomerante durante a sua moldagem. Por sua vez, os polímeros de cadeias maiores têm a finalidade de promover uma boa sustentação ao material moldado, principalmente nas etapas iniciais do processo. Exemplos destes polímeros são polipropileno, poliestireno e acetato de vinil-etila.

Assim, de modo preferencial, mas não obrigatório, o agente a- glomerante utilizado no presente processo é uma mistura de polímeros termoplásticos e ceras.

Mais concretamente, os polímeros termoplásticos utilizados na preparação das misturas de pós com ligante orgânico do presente processo são capazes de conferir resistência mecânica ao preparado (feedstock) que será moldado por injeção (etapa v). Para este fim, os polímeros termoplásticos do preparado não têm sua estrutura afetada durante a primeira etapa de remoção das ceras (extração química - etapa vi).

Note-se que, de modo preferível, o preparado compreende uma relação de pó metálico e da mistura de polímeros termoplásticos e ceras em uma razão que varia entre 20% e 80%, preferencialmente entre 40% e 60%.

Uma vez definidos os componentes para o preparado (feedstock), estes seguem para a etapa i) do presente processo, que visa à homo- geneização do preparado até pelo menos um ponto de homogeneização. O dito ponto de homogeneização deve alcançar um preparado suficientemente homogéneo e livre de vazios, isto porque a homogeneidade entre os componentes do preparado aumenta a interação do pó metálico com a mistura de polímeros termoplásticos e ceras.

Esta primeira etapa i) é realizada com a utilização de misturadores que promovam uma alta taxa de cisalhamento igualmente distribuída em toda a câmara, tais como misturadores planetários, do tipo Z ou carne.

O preparado homogeneamente misturado obtido na etapa i) se- gue para a etapa ii), onde ocorre a granulação (ou peletização) deste preparado, de forma a melhorar a alimentação da injetora, sendo esta etapa realizada por um aparelho peletizador.

Uma vez granulado, o preparado oriundo da etapa ii) segue para a etapa iii), onde ocorre o aquecimento deste até pelo menos uma tempera- tura de início da fusão da mistura de polímeros termoplásticos e ceras. Esta etapa ocorre para favorecer as características reológicas e de escoamento do preparado que será posteriormente inserido em um molde (etapas iv e v).

Em seguida, o preparado apropriadamente aquecido segue para a etapa iv), onde ocorre o preenchimento da cavidade de um molde com o dito preparado aquecido. Note-se que o molde escolhido para este processo deve suportar pressão superior e tempo de resfriamento maior em relação aos moldes usualmente utilizados em moldagem por injeção de polímeros.

A cavidade do molde da etapa iv) preenchida com o preparado passa então para a etapa v), onde ocorre a compressão de pelo menos uma mistura obtida na etapa iii) sob uma determinada velocidade e pressão na cavidade de um molde até o seu preenchimento total.

Para esta etapa v), a moldagem é realizada em equipamentos similares aqueles utilizados para moldagem por injeção de polímeros convencionais, as chamadas injetoras. Neste sentido, durante a moldagem o fuso comprime a carga de material de modo que este se compacte, preenchendo toda a cavidade do molde. Ao final desta etapa v), o preparado está compactado na forma de um componente poroso 1 que possui o formato do molde em que ele foi injetado, sendo a sua forma mantida pela mistura de polímeros termoplásticos e ceras.

A etapa vi) seguinte compreende a remoção das ceras do material preparado moldado, obtido na etapa v), através de extração química. Esta extração química consiste na imersão do material moldado na etapa v) em um fluido que tem a função de dissolver as ceras do preparado. Ao final desta etapa, obtém-se o material moldado (contendo ainda o pó metálico aglutinado pelos polímeros termoplásticos em sua composição) com uma estrutura com porosidade aberta. Esta estrutura final favorece a próxima e- tapa vii) de extração térmica. De modo preferencial, mas não obrigatório, a remoção do aglomerante orgânico da etapa vi) ocorre em um líquido entre 20°C a 60°C, por pelo menos 1 hora, sendo que esta etapa pode levar mais ou menos tempo em função do líquido e temperatura escolhidos.

Na sequência, o material moldado obtido na etapa vi) passa para a etapa vii), na qual, através de extração térmica, ocorre a remoção dos polímeros termoplásticos ainda presentes no material. Este procedimento consiste em aquecer o material moldado, sob condições adequadas, ocorrendo a degradação térmica dos polímeros termoplásticos. Em outras palavras, ocorre o aquecimento do material moldado de forma a promover uma ativa- ção tal que conduza ao rompimento gradativo da cadeia polimérica dos polímeros termoplásticos e seja promovida a formação de contatos iniciais de sinterização, capazes de assegurar a manutenção da forma do componente poroso 1 em substituição ao polímero que está sendo extraído gradativamente.

De modo preferível, mas não obrigatório, a extração térmica dos polímeros termoplásticos ocorre por aquecimento do material moldado em forno assistido por plasma ou em forno resistivo convencional.

Ao final da etapa vii), obtém-se o montante de partículas do pó metálico do preparado inicial, na geometria do componente moldado, unidas fracamente entre si por contatos de sinterização ainda insipientes.

Este empilhado de pó metálico obtido da etapa vii) passa então para a etapa viii), que consiste na pré-sinterização do matenal obtido na eta- pa vii). Em essência, esta etapa consiste em promover o início do processo de remoção dos espaços vazios contidos entre as diversas partículas de pó metálico.

De modo preferível, a etapa viii) é realizada através do aqueci- mento do material moldado obtido da etapa vii) até pelo menos uma temperatura que promova uma resistência mecânica suficiente para manusear o material.

Assim, a etapa viii) é realizada, por exemplo, em forno assistido por plasma ou em forno resistivo convencional, a uma temperatura no inter- valo entre 400°C até 1200°C, por pelo menos um intervalo de tempo suficiente para promover resistência mecânica para o manuseio ou que proporcione a microestrutura porosa desejada para a aplicação de engenharia proposta, ou seja, o restritor de fluxo. O tempo necessário atingir as propriedades finais desejadas poderá variar de poucos minutos a várias horas, de- pendendo, por exemplo, da realização de pré sinterização ou não, ou mesmo da combinação das etapas viii e ix.

Por fim, ao final da etapa viii) o material moldado passa para a etapa ix), a qual consiste na sinterização controlada do material moldado obtido na etapa viii), de modo a prover um material de porosidade controlada e homogénea, o qual consiste no objeto obtido pelo processo da presente invenção.

Tipicamente, a porosidade final dos componentes obtidos através do processo de moldagem de pós por injeção é resultado desta última etapa ix) de sinterização em função do transporte de massa ativado termi- camente, resultando na diminuição da superfície específica livre pelo crescimento de contatos entre as partículas, sua coalescência, redução do volume e alteração da geometria dos poros, até a sua completa densificação.

No presente processo a etapa ix) pode ser dividida em 3 estágios:

- Estágio 1 : Formação de contatos de sinterização. Os contatos entre partículas formam "pontes", isto é, a matéria torna-se contínua na região dos contatos. Neste estágio não ocorre grande movimentação (nem re- tração) de partículas;

- Estágio 2: com o crescimento da relação raio do ne c/raio de partícula, as partículas perdem gradativamente sua identidade. Neste estágio, o material sinterizado apresenta duas "fases" contínuas: a do material (fases sólida) e a "vazia" (rede interligada de poros). O tamanho de grão cresce, resultando em uma nova microestrutura. A maior parte da retração ocorre neste estágio.

- Estágio 3: Ocorre o isolamento, arredondamento e coalesci- mento dos poros (densidade superior a 90% da teórica). Se os poros contêm gases não solúveis no metal base, não se conseguirá a densificação total. Se os poros são vazios ou contém gases solúveis na matriz, pode haver densificação total.

No presente processo o material moldado oriundo da etapa viii) é submetido a uma temperatura de sinterização suficientemente baixa para que a sinterização não evolua muito no estágio 2 e não chegue ao estágio 3, mantendo -se a rede interligada de poros no material final, ou seja, ao contrário dos processos de sinterização do estado da técnica da moldagem de pós, onde a sinterização no processo da presente invenção não é levada até o terceiro estágio tradicional, estágio esse onde ocorreria a redução, o coa- lescimento e a perda da interconectividade dos poros.

Em uma configuração preferencial, o término do processo da presente invenção consiste no processo de sinterização realizado em forno convencional, forno a vácuo ou forno a vácuo assistido por plasma, por e- xemplo, onde a estrutura porosa e as propriedades desejadas para o com- ponente são atingidas.

Como um exemplo, no estado da técnica, a etapa de sinterização de pó de aço inoxidável 316L ou 17-4 PH é realizada normalmente sob a temperatura na faixa de 1250°C a 1380°C e de 1200°C a 300°C para pó de ferro e pó de níquel, visando a remoção total dos interstícios entre partículas, ou seja, porosidade intersticial praticamente nula, característica intrínseca ao material final após passar pelo processo de sinterização tradicional.

Para o processo de fabricação do componente poroso 1 na pre- sente invenção, quando utilizado pó de aço inoxidável, a sinterização é realizada a temperaturas inferiores, da ordem de 900°C a 1200°C. Para pós de ferro ou níquel, por sua vez, a realização do processo de sinterização ocorre a temperaturas da ordem de 700°C a 1100°C. Deste modo, a eliminação de interstícios é minimizada, deixando uma porosidade intersticial controlada (6% a 50% de vazios uniformemente distribuídos.

Note-se ainda que quanto maior for a quantidade de fase ligante presente, maior será a retração volumétrica. Assim, as maiores variações dimensionais para o processo estão localizadas, estatisticamente, na etapa de injeção (etapa iv). Se na etapa de injeção (etapa iv) houver gradiente de densidade à verde no injetado, então durante a sinterização ocorrerão deformações no mesmo que podem ser intencionais ou não, mediante a porosidade que se deseja alcançar.

Em uma concretização preferencial a etapa ix) é realizada em um forno a uma temperatura que varia entre 700°C e 1200°C dependendo do material escolhido para a fabricação do componente poroso.

Por tais razões, o processo da presente invenção permite alcançar um resultado diferenciado do processo de sinterização conhecido do estado da técnica, agregando ao componente obtido não somente as vanta- gens já esperadas, tais como a complexidade geométrica alcançada e o a- proveitamento total do material injetado, mas também um processo de fabricação de um material com porosidade homogénea e controlada, com economia energética, de fácil implementação em indústrias do ramo e de ampla aplicação no mercado.

Ademais, como pode ser visto a partir da figura 2, o presente processo de fabricação de um componente poroso 1 alcança uma versatilidade na obtenção de formas geométricas complexas já acabadas devido a sua característica reológica. Com isto pode-se obter geometrias diferenciadas, tais como roscas em alguma porção específica do componente poroso 1 final. Pode-se também obter alguma saliência projetada.

Como uma vantagem extremamente significativa do presente processo, as variações geométricas são alcançadas sem a necessidade de etapas adicionais de usinagem conforme exemplificado pela figura 2.

Em função do exposto, o processo de fabricação de componentes porosos 1 da presente invenção pode compreender ainda um componente dotado de regiões ou camadas com porosidade muita distinta, isto é, o componente poroso pode ser configurado para ter uma porosidade maior na região interna e uma porosidade menor, ou mesmo quase nula, na região externa (vide figura 3).

Tal configuração pode ser alcançada do seguinte modo: A etapa i) pode compreender a homogeneização independente de dois ou mais pre- parados, que depois de separadamente granulados (etapa ii) serão usados para preencher a cavidade de um molde (etapa iii) de acordo com o material final esperado. Assim, de acordo com o componente escolhido, pode-se inje- tar, por exemplo, dois materiais preparados: na porção mais externa do molde um preparado que fique denso na temperatura de sinterização e outro na porção mais interna do molde que se matem poroso na mesma temperatura de sinterização. De acordo com o presente processo, ao final da etapa ix), é possível obter um material final isento de poros na borda e poroso no núcleo.

Alternativamente, pode-se também utilizar um mesmo material em pó para o preparado, com diferentes granulometrias. Deste modo, por exemplo, utiliza-se um pó de granulometria mais fina de maior sinterabilida- de na porção mais externa do molde e um pó de granulometria maior na porção mais interna do molde. Os pós mais finos ou de granulometria menor atingem densidades maiores sob uma mesma temperatura de sinterização, enquanto um pó de granulometria maior tem menor densificação e, conse- quentemente, permanece com porosidade maior.

A fabricação destes componentes com porosidade distinta na camada superficial é possível igualmente pelo processo de moldagem de pós por injeção, particularmente em sua vertente chamada Moldagem de Pós por Injeção de Multimateriais, ou também chamada de Moldagem de Pós por Injeção de dois Componentes ou por fim, simplesmente conhecida como coinjeção. Neste processo, injeta-se primeiro o material que irá constituir a parte mais porosa interna e, em sequência, o segundo material que irá constituir a capa externa densa.

O componente multimaterial é então sinterizado na temperatura prevista para a sinterização do material do núcleo que deverá se manter poroso para possuir as propriedades específicas previamente descritas e ne- cessárias para o componente poroso . Nesta mesma temperatura, devido a maior sinterabilidade do material ou pó da capa externa, esta tende a ficar mais densa - sem poros comunicantes, isto é, com teor de poros substancialmente menor que 10%.

Para que o nível de porosidade seja distinto nas duas regiões ci- tadas faz-se necessário utilizar pós e/ou materiais diferentes em cada região do componente poroso 1 , (vide figura 3). Um requisito para isto é, portanto que o par de materiais selecionados tenha compatibilidade de sinterização, de modo a evitar defeitos na interface de junção. Também é uma premissa que para uma mesma temperatura de sinterização, o material, posto inter- namente no componente poroso da figura 3, sinterize menos que o material posto na capa externa, ou seja, que o material interno apresente a porosidade variando de 6% a 50% enquanto que o externo não apresente mais poros do tipo comunicante (inferior a 6%).

Portanto, pode-se aplicar qualquer pó e/ou material que apre- sente, após o processo de sinterização, as características necessárias para o funcionamento ótimo do componente poroso 1.

Entre as múltiplas possibilidades poder-se-ia combinar um mesmo material, por exemplo, aço inoxidável, desde que os pós utilizados possuem tamanho de partícula médio bastante distintos. O pó mais grosso, dis- posto no interior do componente poroso 1 , possui menor sinterabilidade que o pó fino utilizado para injetar a capa externa do componente poroso 1 , devido a menor quantidade de contatos metálicos existentes entre as partículas por unidade de volume, resultando, portanto, em um nível de porosidade maior, como dito, preferencialmente entre 6% a 50%.

Outra solução para a seleção de materiais do componente poroso 1 , representado pela figura 3, é alcançado pela utilização de um material qualquer que possibilite o nível de porosidade desejado no lado interno do componente e outro material que, na temperatura de sinterização ideal sele- cionada, forme fase líquida e promova a sinterização por fase líquida, gerando um alto nível de densificação no lado externo.

Um exemplo entre os tantos disponíveis seria a utilização de um aço inoxidável no interior do componente poroso 1 , representando a porção funcional do conjunto, e outro aço qualquer dotado com um elemento formador de fase líquida, por exemplo, Boro, Fósforo ou Cobre. Como esta porção externa irá ter maior densidade e poros menores, estes possuem maior força capilar retendo com isto o líquido e impedindo que este migre para o interior de maior porosidade e tamanho de poros que possuem por consequência menor força capilar. Assim, mantêm-se as características de microestruturas e o controle de vazão preciso.

Adicionalmente, o uso de um elemento que forme uma fase líquida durante a sinterização e após a solidificação um material mole (que deforme plasticamente), como o cobre, por exemplo, facilita a solução de fixação por interferência, pois o material mole irá facilmente deformar e selar o restritor poroso evitando vazamento e perda de eficiência, sem alterar a estrutura porosa do interior do componente poroso 1 , a qual é responsável pelo controle do fluxo de gás.

Note-se que, caso existam caminhos de fuga na interface do restritor poroso com um mancai aerostático onde este seja fixado, poderá ocorrer vazamento e o controle da vazão será dificultado, prejudicando o adequado funcionamento do mancai aerostático.

Outra forma de associar o componente poroso 1 ao mancai ae- rostático poderia ser a colagem; no entanto, o uso de colas (adesivos líquidos) não é adequado na presença de poros comunicantes, pois penetrarão na rede de poros comunicantes via força capilar, obstruindo parcialmente os poros. Esta alteração da estrutura porosa do componente poroso 1 pode prejudicar o seu desempenho na aplicação pretendida. A solução proposta e desenvolvida na presente invenção consiste na obtenção de uma camada densa na superfície lateral do componente poroso 1 por coinjeção ou sobre- injeção de uma camada utilizando feedstock de injeção constituído por mate- rial particulado distinto do núcleo poroso, ou seja, um material particulado que possui temperatura de sinterização tipicamente mais baixa, bem como, possui maior sinterabilidade do que o material particulado que constitui o núcleo poroso do componente injetado. Assim, durante a sinterização ocorre uma densificação maior na superficial lateral do componente poroso. O componente poroso 1 pode, então, ser fixado eficientemente por vários processos de fixação (interferência, colagem, rosqueamento, etc), pois a parte densa não está participando do controle de fluxo e tem a função exclusiva de garantir a fixação do restritor no sistema mecânico sem interferir na sua es- trutura porosa.

Por fim, outra solução para seleção de materiais do componente poroso da figura 3 seria a simples combinação de materiais com distinta sinterabilidade, como por exemplo, um pó de aço inoxidável na região interna e um pó de níquel na região externa.

O processo de fabricação de material poroso descrito acima pode ser empregado na fabricação de diversos tipos de componentes porosos 1 para utilização em distintas aplicações. Neste contexto, de modo preferível, a presente invenção é empregada na fabricação de restritores porosos de fluxo para mancalização aerostática.

Normalmente, para que seja obtido um funcionamento eficaz de um mancai aerostático, é necessária a utilização de um restritor de fluxo capaz de limitar o fluxo do gás comprimido proveniente de uma região de alta pressão do compressor, a fim de que a pressão de gás presente na folga entre o pistão e cilindro seja menor e adequada para a aplicação. Em outras palavras, tal restrição visa permitir a redução ou controle da pressão na região de mancalização através da restrição do fluxo de gás comprimido proveniente de uma região de alta pressão do compressor.

O restritor de fluxo é compreendido por um componente poroso 1 , associado a um alojamento no mancai, dotado de pelo menos uma porção restritora provida de uma porosidade dimensionada para limitar o fluxo de gás que flui da cavidade interna à folga de mancalização em um compressor. Desta maneira, o gás passa pelo componente poroso 1 em direção à folga de mancalização, formando um colchão de gás.

A grande vantagem de se produzir um restritor poroso de fluxo para mancalização aerostática através do presente processo consiste em obter um restritor de fluxo com porosidade controlada e homogeneamente distribuída no volume do material.

Tendo sido descritos exemplos de concretização preferidos, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações e aplicações, sendo limitado tão limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí apensas, incluídos os possíveis equiva- lentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo de fabricação de um componente poroso (1) para u- tilização como restritor de fluxo em mancalização aerostática aplicada a compressores herméticos, caracterizado pelo fato de que é obtido através de uma técnica de moldagem de pós por injeção compreendendo as seguintes etapas:

etapa i): homogeneização de pelo menos um preparado compreendendo (a) uma porção de pó metálico e (b) um aglomerante orgânico, constituído por uma mistura de polímeros termoplásticos e ceras;

etapa ii) granulação de pelo menos um preparado obtido na etapa i);

etapa iii) aquecimento de pelo menos um preparado granulado obtido na etapa ii) até pelo menos uma temperatura de início de fusão do aglomerante;

etapa iv) preenchimento da cavidade de um molde com pelo menos uma mistura obtida na etapa iii);

etapa v) compressão de pelo menos uma mistura obtida na etapa iii) na cavidade de um molde até o seu preenchimento total;

etapa vi) remoção do aglomerante orgânico em pelo menos uma etapa utilizando pelo menos um entre processos térmicos e químicos;

etapa vii) pré-sinterização do material obtido na etapa vi), até pelo menos uma temperatura que promova uma resistência mecânica suficiente para manuseio do material;

etapa viii) sinterização controlada do material moldado obtido na etapa vii) em uma temperatura que promova uma rede de poros comunicantes superior a substancialmente 5% em pelo menos uma porção central do componente poroso (1), sendo que a etapa viii pode ocorrer simultaneamente com a etapa anterior.

2. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de a- cordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o preparado da etapa i) compreende pelo menos um pó metálico do tipo ferro, níquel, aço inoxidável AISI 316L, 304 ou 17-4 PH.

3. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de a- cordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o preparado da etapa i) compreende pós metálicos de diferentes granulometrias.

4. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de a- cordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o preparado da etapa i) compreende pó metálico e um aglomerante orgânico em uma relação que varia entre 20% e 80% em volume.

5. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de a- cordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que a remoção do aglomerante orgânico da etapa vi) ocorre em um líquido entre 20°C a 60°C, por pelo menos 1 hora.

6. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de a- cordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que a remoção do aglomerante orgânico da etapa vi) ocorre em forno assistido por plasma ou em forno resistivo.

7. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de a- cordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que a etapa vii) de pré-sinterização ocorre a uma temperatura entre 400°C e 1200X.

8. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de a- cordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que a etapa vii) ocorre, por exemplo, em um forno do tipo convencional, um forno a vácuo ou um forno a vácuo assistido por plasma.

9. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de a- cordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que a etapa viii) é realizada em um forno a pelo menos uma temperatura entre 700°C e 1300X.

10. Processo de fabricação de um componente poroso (1) para utilização como restritor de fluxo em mancalização aerostática aplicada a compressores herméticos, caracterizado pelo fato de que é obtido um com- ponente poroso (1) de dupla porosidade através de uma técnica de moldagem de pós por injeção de multimateriais compreendendo as seguintes etapas: etapa i): homogeneização de dois preparados distintos compreendendo (a) uma primeira porção de pó metálico e (b) um aglomerante orgânico, compreendendo uma mistura de polímeros termoplásticos e ceras;

etapa ii): granulação em etapas separadas de pelo menos dois preparados distintos obtido na etapa i);

etapa iii): aquecimento dos preparados granulados obtido na e- tapa ii) até a temperatura de início de fusão do aglomerante;

etapa v): injeção de pelo menos uma mistura obtida na etapa iii) na cavidade de um molde até o seu preenchimento total;

etapa vi) injeção de um segundo material obtido na etapa iii) a- través de uso de molde com inserto e sobre injeção ou uso de um máquina de injeção com dois fusos e injeção simultânea dos dois materiais obtidos na etapa iii);

etapa vii) remoção do aglomerante orgânico em pelo menos uma etapa utilizando pelo menos um entre processos térmicos e químicos;

etapa viii): pré-sinterização do material obtido na etapa vii), em uma temperatura que promova uma resistência mecânica suficiente para manuseio do material para as etapas seguintes;

etapa ix): sinterização controlada do material moldado obtido na etapa viii) a uma temperatura que promova a densificação por sinterização até uma porosidade residual inferior a 5% na porção do componente poroso (1) mais externa e, ao mesmo tempo, mantenha um percentual volumétrico de poros comunicantes substancialmente maior que 5% na porção interna do componente poroso (1), sendo que a etapa ix) pode ocorrer simultaneamente com a etapa anterior.

1 1. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que são utilizados pós de distintas granulometrias, sendo os pós mais finos utilizados em uma porção externa mais densa do componente poroso (1) e os pós de maior granulometria utilizados no núcleo do componente poroso (1).

12. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que são utilizados pós de granulometrias similares, sendo que na porção mais externa do componente poroso (1) é utilizado também um elemento formador de fase líquida durante a etapa sinterização.

13. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de acordo com a reivindicação 11 , caracterizado pelo fato de que o elemento formador de fase líquida é compreendido por pelo menos um dos materiais entre cobre, fósforo e boro.

14. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que na porção mais externa do componente poroso (1) é utilizado um material capaz de alcançar elevada densificação durante a etapa ix) e, na porção mais interna do componente poroso (1) é utilizado um material capaz de alcançar baixa densificação durante a etapa ix).

15. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que os materiais metálicos utilizados são escolhidos entre ferro e aço inoxidável, níquel e aço inoxidável, cobre e aço inoxidável.

16. Processo de fabricação de um componente poroso (1) de acordo com as reivindicações 1 e 10, caracterizado pelo fato de que o componente poroso (1) é inserível em um mancai aerostático por meio de interferência, colagem, com uso de vedação, por geometria para encaixe, ou apa- rafusável para uma inserção hermética em um sistema de mancalização ae- rostático.

17. Componente poroso (1), caracterizado pelo fato de que é obtido por processo tal como definido na reivindicação 1 ou 10.

18. Componente poroso (1), caracterizado pelo fato de que é um restritor poroso para uso em mancais aerostáticos.