Metamateriais metálicos: uma nova resposta para o futuro da indústria de moldes

A integração de metamateriais metálicos nos processos industriais poderá representar uma verdadeira revolução para a engenharia mecânica e, em particular, para a indústria de moldes. Esta foi uma das conclusões do webinar ‘O que são Metamateriais Metálicos? Qual o seu papel na Indústria Metalomecânica?’, realizado a 11 de abril no âmbito do projeto M+M (Metamateriais Metálicos para Moldes).

Tendo como promotor a empresa MoldesRP, e com parceria da Streamvalue Consulting e da Universidade de Coimbra, o projeto defende que os metamateriais podem provocar uma alteração disruptiva nas propriedades dos materiais convencionais, com impactos diretos na performance dos componentes e sistemas mecânicos. Quando combinados com fabrico aditivo, estes materiais oferecem possibilidades impensáveis face aos métodos tradicionais.

A empresa promotora considera esta combinação como uma “nova revolução” na engenharia mecânica, abrindo caminho para soluções inovadoras e eficazes, com estruturas tão minuciosas que a unidade base pode atingir a escala micrométrica.

Nos últimos anos, os metamateriais metálicos começaram a ser desenvolvidos para aplicações mais exigentes, sobretudo na criação de componentes estruturais com características altamente especializadas. Entre os objetivos estão a obtenção de coeficientes de dilatação térmica próximos de zero, módulos de elasticidade superiores a 200 GPa ou até coeficientes de Poisson negativos – propriedades que só se tornam possíveis com modelação avançada e fabrico aditivo.

Competitividade

Numa indústria como os moldes, sujeita a forte concorrência internacional, a diferenciação tecnológica é cada vez mais importante. Neste sentido, os metamateriais podem ser a chave para melhorar o desempenho, a sustentabilidade e a qualidade dos produtos finais, defende ainda o projeto. Por isso, com o objetivo de criar soluções competitivas e diferenciadoras, o M+M pretende desenvolver uma estrutura metamaterial com comportamento estável face à variação de temperatura, destinada a moldes de alta precisão: que exigem tolerâncias apertadas, superfícies de alto brilho, elevada resistência ao desgaste e capacidades de refrigeração otimizadas.

Durante o webinar, foram abordados conceitos fundamentais sobre metamateriais, as tendências mais recentes e o impacto esperado na indústria. A professora Teresa Vieira da Universidade de Coimbra apresentou os avanços do projeto, sublinhando que o metamaterial “vai para além do material em si”, sendo a estrutura interna a responsável pelas propriedades finais. Acredita que a indústria de moldes, bem como outras no âmbito da metalomecânica, tem muito a ganhar com a sua aplicação. “Os resultados do trabalho que temos desenvolvido fazem-nos acreditar no potencial dos metamateriais a nível nacional e internacional”, afirmou.

Os oradores convidados partilharam esta sua visão. Daniel Gatões, também da Universidade de Coimbra, abordou o conceito e as oportunidades destes materiais, reforçando a ideia de que o desempenho é o fator decisivo. “Estamos a trabalhar numa engenharia baseada em objetivos”, disse. Ao explicar que o termo “meta” representa algo que transcende o material natural, afirmou que diariamente se criam novas estruturas com propriedades únicas, com impacto direto em características como rigidez, leveza e elasticidade.

Diogo Neto, da mesma universidade, destacou a importância da modelação no desenvolvimento de metamateriais, considerando o processo desafiante, mas apoiado por ferramentas cada vez mais eficazes na simulação de geometrias complexas.

Alexandre Velhinho, da Universidade Nova de Lisboa, falou sobre aplicações estruturais em 2D e 3D, recordando que os metamateriais têm vindo a ser estudados há décadas. Hoje, as suas propriedades mecânicas singulares - como resistência à fissuração, amortecimento, ou comportamentos expansivos controlados - tornam possível aplicá-los em setores tão diversos como o calçado desportivo, os revestimentos rodoviários ou os implantes médicos.