Muitas máquina e equipamentos foram fabricados ao logo dos anos e, sem medo de errar, grande parte deles utilizou o aço ou comumente chamado ferro em sua fabricação estrutural e de peças.
O aço sem dúvida, mesmo na atualidade, é o material mais abundante e barato para construção mecânica e até para construção civil que podemos dispor se queremos estabilidade, resistência podendo inclusive ser moldado forjado, curvado e dobrado.
Podemos usinar o aço dando-lhe outras formas, fundir fazendo o aço líquido fluir para moldes criando peças geometricamente complexas, combinar com outros materiais adicionando outros metais e carbono conferindo resistência, dureza, brilho, condutividade etc.
Mas o precisa ser protegido contra oxidação, a famosa ferrugem. O aço em contato com certos meios como água salgada, salinidade do suor das mãos, alguns tipos de químicos ácidos ou mesmo básicos aceleram a oxidação e a degradação do material. A esta proteção chamamos de pintura e esta pintura ao longo do tempo deve ser renovada (refeita) para garantir esta proteção.
Unir duas chapas de aço também é bem fácil. Rebites, dobras e encaixes, parafusos e soldagem são os métodos que podemos fixar uma placa na outra. Roscas, furos e dobras são feitas com certa facilidade e suportam grandes esforços de tração e compressão.
No entanto, o aço é pesado e muitas vezes não muito apropriado para certas partes, dai que os engenheiros de materiais, projetistas e fabricantes buscaram outras soluções para construção de máquinas, que a princípio podem não parecerem econômicas ou mais baratas, mas no decorrer do processo de fabricação e do uso do equipamento acabam por mostrar sua eficiência e economia.
Dentre estes materiais estão o Alumínio e os materiais compostos como a fibra de vidro, fibra de carbono e até o plástico injetado.
O alumínio é leve, fácil de usinar (mais macio que o aço), permite peças de formas orgânicas por modelagem, prensagem a frio ou fundição, permite furos e roscas que podem ser utilizados para fixação de eixos, mancais e partes com muita resistência e são menos suscetíveis a corrosão oriunda de contato com locais úmidos, água salgada, salinidade do suor do operador, solventes e intempéries. Por outro lado também são atacados por alguns produtos químicos como ácidos e bases correndo e se desfazendo rapidamente se comparado com o aço.
Seu custo, de 4 a 6 vezes mais caro que o aço, é um fator limitante ao uso do alumínio, por outro lado em muitas partes da construção o alumínio dispensa pintura, por exemplo, como parte estruturante de uma chassi de máquina, manípulos ou laterais de equipamentos. Pintar o alumínio também não é muito fácil devido suas características químico/físicas que não deixam a tinta comum aderir a ele facilmente (a tinta descasca e se desprende com certa facilidade) por isso quando queremos alguma cor no alumínio optamos pela anodização. Claro que existem outras formas de pintar e proteger o alumínio com tintas e processos especiais.
Já os materiais compostos, apesar da falsa impressão de resistência e da fragilidade que se pensa ter, são facilmente moldados em virtualmente qualquer formato por moldes de prensagem, injeção ou laminação. São indicados para fabricação de caixas, laterais, tampas, painéis, proteções, elementos estéticos e até alguns estruturais devido a sua maleabilidade na fabricação, por aceitarem certo grau de deformação e sua resiliência e por ser leves e não suscetíveis a oxidação.
A fibra de carbono e o kevlar são até muito mais resistentes que o aço. Em certas composições a mesma peça considerando espessura e dimensão é de 5 a 8 vezes mais resistente que as mesmas peças fabricadas em aço.
Mas, uma peça de material composto não poderia servir (em minha análise sem que impactasse demasiadamente no orçamento de construção da máquina), para fabricar uma lateral ou chassi de máquina.
Mas, dependendo da estrutura e da aplicação são fundamentais e até o mais indicado, a exemplo temos a estrutura da construção de um casco de veleiros de alta performance. Eles utilizam fibra de carbono por ser mais leve, resistente e facilmente moldável.
Misturar diversos materiais na construção de uma máquina é o que os projetistas podem lhe oferecer de melhor, aliados a estas tecnologias de materiais e um bom projeto é possível obter um equipamento leve, funcional, resistentes, produtivo e esteticamente mais harmônico, porque não dizer bonito se comprado a equipamentos feito utilizando-se de um único material e tecnologia.
Conclusão, materiais diversos e compostos em um projeto bem organizado permite uma máquina leve, resistente e funcional. Aço nos chassis, alumínio em manípulos e algumas peças estruturais e materiais compostos como fibra de carbono em painéis e fibra de vibro em tampas e proteções. Temos o plástico também, que pode muito bem ser utilizado em alguns knobs, alavancas, volantes e "passa cabos", além de cases estanque para guardar ferramentas ou proteger componentes eletrônicos.
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