Testes com técnicas eletroquímicas para fabricação eficiente de microcomponentes

RAG/DICYT As técnicas eletroquímicas são utilizadas na fabricação convencional há quase um século e possuem grande importância em indústrias como a aeronáutica, na qual servem para fazer peças como as turbinas dos aviões. No entanto, sua aplicação na microfabricação é muito recente. Nos últimos anos vislumbrou-se a possibilidade de fabricar microcomponentes com estas técnicas utilizando correntes pulsantes ao invés de corrente contínua, como se faz tradicionalmente. O grupo de Engenharia de Fabricação da Universidade de León (ULE) estuda há alguns meses estes processos.

Incluída dentre os objetivos prioritários dos planos nacionais e europeus de pesquisa, a microfabricação se destina a confeccionar elementos de máquinas, geralmente micro peças, de um tamanho muito reduzido, que podem ser utilizadas, por exemplo, em diversos componentes eletrônicos.

O projeto desenvolvido pela Universidade de León está baseado em estudos realizados por Julio Labarga, responsável pelo grupo, para a utilização de técnicas eletroquímicas mediante corrente pulsante para conseguir um bom acabamento superficial em peças de pequeno tamanho. Nesta pesquisa, contudo, não se pretende conseguir apenas este acabamento, mas obter toda a geometria do componente a partir destes processos, afirma a DiCYT.

A técnica com a qual o grupo realiza os testes é diferente da eletroquímica convencional, porque nessa a ferramenta não toca a peça durante o curso da operação. “A ferramenta é o cátodo e a peça é o ânodo (o ânodo é o eletrodo produzido em uma reação de oxidação, enquanto o cátodo deriva de uma reação de redução), e entre as duas interpõe-se um eletrólito. Suponhamos que quero fazer um buraco com um eletrodo de grafite em um bloco de aço, por exemplo. Na medida em que o grafite vai avançando o ânodo se dissolve e o cátodo se desprende. Mas entre os dois sempre se interpõe um eletrólito” e estes não chegam a tocar-se, explica.

Sem desgastes da ferramenta

Não havendo contato entre a ferramenta e a peça, a primeira não se desgasta e a segunda não gera resíduos. Ademais, consegue-se um acabamento superficial “excelente”, de modo que o processo é “interessante” e poderia competir eventualmente com técnicas litográficas atualmente utilizadas na fabricação de componentes microeletrônicos, enfatiza.

A condição para utilização deste sistema é que o material da peça seja condutor, que não seja muito frágil como o vidro ou excessivamente duro como as cerâmicas. Nestas condições, as possibilidades da microfabricação eletroquímica são “enormes”, o que a tornaria aplicável a diversas indústrias que necessitem peças de pequeno tamanho. “É necessário analisar também o aspecto da eficiência, mas do ponto de vista tecnológico as possibilidades oferecidas são imensas”, afirma o pesquisador.

Campo relativamente atrasado

Localizada entre a mesofabricação (correspondente ao tamanho das peças de um relógio, por exemplo) e a nanofabricação (peças um milhão de vezes inferiores ao milímetro), a microfabricação desenvolveu-se menos nos últimos anos que a nanofabricação e está “relativamente atrasada”, ainda que tenha conseguido dar passos importantes em diferentes trabalhos, como a criação no Japão de complexas micromáquinas capazes de realizar diversas tarefas.

Iniciado há alguns meses, este projeto da Universidade de León tem um horizonte temporal de três anos.