Como a matéria-prima afeta o investimento no seu produto?
Ao planejar o desenvolvimento de um produto, um dos primeiros pontos a se levar em consideração é o material do qual ele será constituído. A escolha desta matéria-prima pode ser explicada através do tetraedro da ciência e engenharia dos materiais. Nele, cada um dos vértices são interdependentes e se relacionam de acordo com a aplicação ou produto final.
O tetraedro da engenharia de materiais e como ele influencia na escolha da matéria prima. Fonte.
Ou seja, para se chegar a determinado produto, deve-se considerar as propriedades que o mesmo deve ter, as quais dependem diretamente do material utilizado e sua composição química. Além disso, essas propriedades também influenciam e são influenciadas pelo processamento ao qual este foi submetido.
Portanto, muda-se o processamento, mudam-se então as propriedades, alterando, desta forma, o produto final. Essas interações devem ser analisadas cuidadosamente a fim de se obter um produto final otimizado.
Desta forma, observa-se que a matéria-prima é um ponto chave no desenvolvimento de produtos, uma vez que estas têm uma influência direta no resultado final e, é claro, nos custos envolvidos no processo, o que faz com que a seleção dos materiais seja fundamental para a uma maior eficiência.
Muitas vezes, determinada matéria-prima pode aparentar ser mais atrativa a princípio, uma vez que possui custos menores quando comparadas às outras opções no mercado. Porém, deve-se levar em consideração se esta necessitará de materiais complementares para atingir as propriedades desejadas, ou ainda, se os custos envolvidos no seu processamento são superiores aos custos encontrados nos outros candidatos.
Um dos pilares fundamentais em ter uma matéria-prima ideal é caracterizá-la a partir de sua composição química. Esta informação é de extrema importância seja qual for o produto desejado ou o tipo de material escolhido: polímeros, cerâmicas, metais e até mesmo os compósitos.
CARACTERIZAÇÃO DE MATÉRIAS-PRIMAS
Com isso, a caracterização de matérias-primas se torna um processo muito importante para toda a indústria de desenvolvimento de produtos. Hoje, existem normas específicas criadas pelas agências reguladoras para diversos tipos de materiais, que pautam necessariamente na realização de ensaios de caracterização em amostras destes componentes, a fim de certificar que os mesmos possuem os requisitos necessários para a produção de um determinado produto.
A caracterização é realizada sob diferentes aspectos dependendo do material a ser analisado, mas seguem um padrão em comum:
- Realização de ensaios, que variam de com o tipo de material;
- Interpretação dos resultados utilizando-se do conhecimento técnico em engenharia de materiais.
POLÍMEROS
Entender a composição química dos reagentes e aditivos existentes em um polímero é fundamental para obter um produto com a qualidade desejada. Isto ocorre tanto para termoplásticos quanto para termofixos. Dentre os principais ensaios realizados em materiais poliméricos, pode-se destacar a Calorimetria exploratória diferencial (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA) e a Fluorescência de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR).
Equipamento do Ensaio de Termogravimetria -TGA. Fonte.
A partir dos dados obtidos nesses ensaios, é possível entender, por exemplo, se esta matéria-prima já passou por degradações, se possui aspecto sustentável, além de ser fundamental para indicar qual é a melhor rota de processamento, a fim de se desenvolver um produto com as propriedades desejadas e com a maior rentabilidade possível.
METAIS
No ramo dos metais, as análises em matérias-primas são fundamentais, uma vez que traços de elementos de liga podem alterar drasticamente a composição química e propriedades dos produtos obtidos. A partir de análises como os Ensaios Mecânicos (tração, impacto, dureza), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS).
Equipamento para Microscopia Eletrônica de Varredura – MEV. Fonte.
Com essas análises, é possível caracterizá-las em todos os aspectos, a fim de adequar a quantidade necessária de cada componente durante o processamento, promovendo a qualidade da liga obtida e a redução de custos.
CERÂMICOS
Na área das cerâmicas, as análises de matérias-primas são muito importantes, principalmente por conta da diferença entre minerais provenientes de extrações distintas. Entender a composição destes minerais pode ser o diferencial entre, não obter um produto com as propriedades desejadas ou ter sucesso na adaptação do processamento e sinterização aplicado, para assim conseguir um produto final com a qualidade e viabilidade econômica esperada . Dentre os ensaios realizados em materiais cerâmicos pode-se destacar a Granulometria, Análise Mineralógica a partir da Difração de Raios-X (DRX) e da Espectroscopia por Fluorescência de Raios-X (FRX).
Equipamento para a realização do ensaio de Difração de Raio-X – DRX. Fonte.
DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO
Ademais, também é possível traçar a rota inversa para determinar qual seria a matéria-prima ideal para o desenvolvimento de um produto. A partir do produto final desejado, podemos entender quais devem ser suas propriedades e realizar desta forma uma seleção de materiais e matérias-primas que possuem condições de atender a estas expectativas.
Este tipo de exercício é fundamental para quem está planejando desenvolver uma nova ideia, pois ocorre a partir da aplicação de conhecimentos técnicos dos materiais e seus processamentos, possibilitando encontrar as matérias-primas candidatas que possuam a maior viabilidade econômica, refletindo em uma redução de custos considerável para o produtor.
A Materiais Júnior é referência em processos de caracterização, seleção de materiais e desenvolvimento de produtos. Podendo oferecer, junto da UFSCar, soluções personalizadas para seus clientes, visando sempre uma entrega de excelência e a otimização de processos, para que seus clientes consigam entregar um produto final rentável e de qualidade.
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