Projecto · Dossiê de seleção de matéria-prima para um componente mecânico
Contexto
A oficina "Metalúrgica do Vale" recebeu o desenho técnico de um componente mecânico novo (à tua escolha: um veio, uma engrenagem, um suporte estrutural ou uma peça equivalente) e precisa de um dossiê técnico de seleção de matéria-prima antes de avançar para o fabrico.
Trabalhas individualmente ou a pares. A partir do desenho técnico, das condições de serviço da peça e do processo de fabrico previsto, tens de selecionar e justificar o material, propor um eventual tratamento térmico ou termoquímico, e comprovar a escolha com dados de ensaios mecânicos (reais de catálogo ou estimados de forma coerente).
Requisitos
Funcionais
- Desenho técnico (esquiço ou desenho simples) do componente, com a função e as condições de serviço identificadas (carga, ambiente, tipo de esforço dominante).
- Ficha de caracterização do material selecionado: designação normalizada (EN/ISO), número da chave de aços se aplicável, composição química relevante.
- Justificação técnica com base nas propriedades físicas e mecânicas do material (resistência, dureza, ductilidade) face à função da peça.
- Proposta de tratamento térmico ou termoquímico, se aplicável, com o objetivo explícito de cada tratamento proposto.
- Tabela de dados de ensaios mecânicos (tração e, no mínimo, mais um ensaio: flexão, torção ou dureza) relevantes para validar a escolha.
- Análise de compatibilidade entre o material selecionado e o processo mecânico de fabrico previsto (arranque de apara, conformação ou soldadura).
- Justificação económica e ambiental da escolha, comparando com pelo menos uma alternativa de material considerada e descartada.
Não-funcionais
- Dossiê organizado, com terminologia técnica normalizada e consistente ao longo de todo o documento.
- Todas as tabelas de propriedades ou ensaios devidamente identificadas (unidades, fonte dos valores).
- Cumprimento das normas de segurança, EPI e gestão de resíduos referidas no dossiê, mesmo que a peça não seja fisicamente fabricada.
- Apresentação final clara, com tempo controlado.
Fases
Fase 1 · Definir a peça e as condições de serviço (2h) Escolher o componente, desenhar um esquiço simples e definir a função, o tipo de esforço dominante (tração, flexão, torção, desgaste) e o ambiente de serviço (seco, húmido, corrosivo).
Fase 2 · Triagem de materiais candidatos (3h) Pesquisar 2 a 3 materiais candidatos (metálicos e, se fizer sentido, um não metálico), consultando catálogos e fichas técnicas. Registar composição, designação normalizada e propriedades principais de cada um.
Fase 3 · Comprovar com ensaios mecânicos (3h) Reunir ou estimar de forma coerente dados de ensaios mecânicos (tração obrigatória, mais um ensaio à escolha) para os materiais candidatos. Interpretar os resultados face às condições de serviço definidas na Fase 1.
Fase 4 · Tratamento e compatibilidade com o processo (2h) Decidir se é necessário um tratamento térmico ou termoquímico e com que objetivo. Analisar a compatibilidade do material (e do tratamento) com o processo mecânico de fabrico previsto.
Fase 5 · Justificação final e dossiê (3h) Comparar os materiais candidatos e selecionar um, justificando por escrito com os critérios técnico, económico e ambiental. Compilar o dossiê completo.
Fase 6 · Apresentação (2h) Apresentar o dossiê à turma, explicando a peça, os materiais comparados e a justificação da escolha final.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Definição da peça e das condições de serviço | 10% |
| Rigor técnico da caracterização dos materiais (normas, composição, propriedades) | 25% |
| Uso e interpretação correta dos dados de ensaios mecânicos | 20% |
| Compatibilidade material/processo de fabrico e proposta de tratamento | 20% |
| Justificação técnica, económica e ambiental da seleção final | 15% |
| Dossiê e apresentação | 10% |
Erros comuns
- Escolher o material antes de definir claramente as condições de serviço da peça.
- Comparar valores de ensaios de fontes diferentes sem confirmar se as condições do ensaio são comparáveis.
- Propor um tratamento térmico sem indicar o objetivo concreto (dureza, tenacidade, resistência ao desgaste).
- Ignorar a compatibilidade do material com o processo de fabrico previsto, escolhendo um material tecnicamente bom mas impossível de produzir.
- Apresentar apenas o critério económico ("é mais barato") sem justificação técnica ou ambiental.
- Esquecer as normas de segurança, EPI e gestão de resíduos no dossiê.
Bónus (opcional)
- Incluir uma tabela de equivalência EN/ISO do material selecionado com outra norma internacional.
- Propor dois tratamentos alternativos e comparar os seus efeitos esperados na peça.
- Estimar o impacto ambiental comparado (reciclabilidade, resíduos gerados) entre os materiais candidatos.
- Simular, em texto, um relatório de não conformidade caso o material entregue não cumprisse a ficha técnica encomendada.
Reflexão
No dossiê final, responde: se tivesses de reduzir o custo do material em 15%, que propriedade estarias disposto/a a sacrificar e porquê, sem comprometer a segurança da peça? E identifica duas normas de segurança, ambiente ou qualidade que aplicaste ao longo do trabalho, mesmo sem fabricar fisicamente a peça.