Revestimentos metalúrgicos em San Diego

Revestimentos, tema da conferência. Em 2011, destaque para HIPIMS e abordagem tribológica.

Bom dia!

Participei, neste mês de maio, da International Conference on Metallurgical Coatings & Thin Films (ICMCTF) – uma experimentada conferência na área dos revestimentos metalúrgicos. As quase quatro décadas de existência do evento permitem que tenha uma excelente visão da pesquisa, desenvolvimento e inovação nesta área da engenharia de superfícies, devido à presença em quantidade e qualidade de profissionais e empresas do setor.

Fazia 10 anos que eu não participava desta conferência. Embora tenha caído a quantidade de participantes, 800 pessoas ainda é um número relevante quando pensamos na densidade de conhecimento resultante da participação de todos esses indivíduos.

A qualidade técnica e a intensidade da conferência são marcas registradas. Prova disso: a entrada é às 8:00 hs e a saída, às 18:00 hs, sem coffee break, com até 7 sessões em paralelo. Para aqueles que querem aproveitar cada minuto e dinheiro investido, ainda há palestras com lanches ao meio-dia, como, por exemplo, a palestra com um diretor da Elsevier e 5 editores de revistas importantes (Thin Solid Films, Surface&Coatings Technology, Vacuum, Applied Surface Science e Surface Science), o que não é pouca coisa.

Do ponto de vista técnico, HIPIMS continua sendo “a menina dos olhos” das tecnologias emergentes na área de processamento de superfícies por plasma. A conferência mostrou um volume importante de trabalhos com muitas sessões específicas. Porém o estado-da-arte ainda parece um pouco distante das aplicações industriais. Se o magnetron sputtering tradicional já é relativamente complexo, HIPIMS é exponencialmente mais dependente das variáveis que o seu predecessor.

Além disso, as sessões de tribologia aumentaram, e muitos trabalhos são focados a partir dessa abordagem. Aliás, os trabalhos mais impactantes, do meu ponto de vista, foram os tribológicos in situ. As sessões de DLC não possuem mais CNx e estão quase concentradas nas aplicações com pouco trabalho básico. Por último, as palestras-review foram muito boas para ver a linha do tempo de muitas tecnologias, técnicas e materiais que trabalhamos no dia-a-dia.

No workshop industrial não vi muita coisa nova (só inovação incremental), mas me chamou a atenção um espectrômetro de massas de alta velocidade de resposta, enxuto e portátil, da Brooks Automation, o qual não opera com o princípio físico tradicional do campo elétrico de um quadrupolo e sim por um campo elétrico que faz entrar os íons em ressonância para obter o sinal.

Finalmente, a comida mexicana e o contexto do estado da Califórnia dão um toque particular a esta conferência.

Carlos A. Figueroa

Status da engenharia de superfícies por plasma

PSE2010 abordou temas quentes da engenharia de superfícies por plasma: DLC para eficiência de motores e tecnologia HIPIMS.

Na segunda semana de setembro deste ano participei da XII International Conference on Plasma Surface Engineering na Alemanha.

Esta tradicional conferência sobre engenharia de superfícies por plasma apresentou dados importantes, como um aumento de 80 % no número de participantes, com uns 1.400 participantes no total. Esse dado mostra, no mínimo, o incremento do interesse mundial na área – e que a Kongresshaus de Garmisch-Partenkirchen (sede do evento) está ficando pequena.

A plenária trouxe um tema de relevância mundial: os revestimentos de ultra-baixo atrito (DLC, neste caso) para aumento da eficiência de motores de combustão interna e redução de emissões de efeito estufa. Ministrada por um profissional da BMW, a palestra mostrou que a empresa já está aplicando esses revestimentos nas suas novas linhas de carros.

Entre os destaques da conferência, pode ser dito que a tecnologia HIPIMS (High Power Impulse Magnetron Sputtering) está em alta, para não dizer na moda, e que as aplicações do plasma em materiais para sistemas biológicos representam uma das áreas mais quentes do momento em qualidade e quantidade de trabalhos apresentados.

Como sempre acontece nesta conferência, a presença do setor industrial europeu da área foi maciça e potente. Porém, chamou a minha atenção uma empresa indiana que fabrica equipamentos de revestimentos duros por plasma, inclusive com eletrônica e magnetrons próprios, o que indica um alto nível de nacionalização da tecnologia na área. (Aqui no Brasil ainda não existem empresas que tenham feito magnetrons de porte industrial).

O próximo encontro  será de 10 a 14 de setembro de 2012 na clássica estação de esqui alemã.

Um abraço,

Carlos A. Figueroa

Ganha-ganha no trabalho universidade-empresa

Análise científica de falha de uma peça da indústria gerou papers, além de respostas para a empresa.

Falhas prematuras em peças e componentes industriais provocam perdas econômicas e atrasos no processo produtivo. Em conseqüência, do ponto de vista da empresa, vale a pena realizar estudos detalhados visando a compreensão da(s) causa(s) do problema. Do ponto de vista do pesquisador, o problema real pode colocar interessantes desafios tecnológicos para resolver dentro de um tempo limitado.

Dessa maneira, o fato de uma peça ter uma vida útil significativamente menor à prevista pode ser um ponto de partida para um trabalho colaborativo universidade-empresa do tipo ganha-ganha: a empresa obtém uma resposta que pode ajudá-la a resolver o problema e o pesquisador desenvolve conhecimento e aumenta sua produção científica. Tal foi o caso de um estudo que recentemente realizamos no Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, mais precisamente, na seção UCS (Caxias do Sul – RS), localizada num pólo nacional de fabricantes de moldes e matrizes.

A empresa, que já tinha procurado a ajuda da universidade sem sucesso, nos apresentou seu problema: o molde tinha durado apenas 15% do previsto. Levantamos junto à empresa as condições de fabricação e operação da peça, fizemos uma inspeção detalhada do molde e partimos para as observações iniciais no microscópio óptico.

Em seguida, dois doutores fomos ao microscópio eletrônico de varredura, que tem capacidade de análise de composição química por EDX, onde passamos quatro dias analisando detalhada e rigorosamente as imagens. A conclusão foi que a primeira hipótese, apontada pelas observações iniciais, não era a verdadeira causa da falha.  Dito numa linguagem do universo das indústrias, o estudo apontou que a causa principal da falha era o uso de uma pedra enxofrada nos processos de pós- eletroerosão e polimento do molde.

Os resultados do estudo foram informados à empresa e, com consentimento dela, foram apresentados num encontro nacional da cadeia de ferramentas, moldes e matrizes  (o Moldes 2010, da ABM) e publicados num periódico internacional de qualis A1 na área de Materiais.

Uma breve e produtiva experiência de interação com empresas.

Referências do artigo:

S. Corujeira Gallo, Carlos A. Figueroa and Israel J.R. Baumvol. Premature thermal fatigue failure of aluminium injection dies with duplex surface treatment.  Materials Science and Engineering: A. Article in Press, Accepted Manuscript. doi:10.1016/j.msea.2010.08.048

Plasma: física, engenharia e spin-offs

Tratamentos de superfícies a plasma: competência do Instituto.

No passado mês de agosto participei do III Encuentro de Jóvenes Investigadores de Materiales, realizado em Concepción del Uruguay (Entre Rios – Argentina).

Além de fazer uma apresentação técnica sobre engenharia de superfícies por plasma, participei de uma mesa redonda sobre transferência tecnológica, onde comentei a minha experiência com spin-offs acadêmicas, entendidas aqui como empresas criadas a partir da vontade de pesquisadores ou estudantes de transformar em produtos e serviços pessoalmente as pesquisas e o conhecimento desenvolvido na universidade.

A criação de empresas de base tecnológica é, de fato, um dos mecanismos possíveis de transferência - uma alternativa a transferir a tecnologia para empresas já existentes.

Universidades com excelência acadêmica como a de Stanford e o MIT estão entre as principais geradoras de spin-offs acadêmicas, como ilustram os exemplos do professor Langer e de Page e Brin que coloquei nos meus slides (como são poucos, insiro aqui a apresentação):

No âmbito do nosso Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, participo junto a alguns estudantes de uma spin-off de engenharia de superfícies por plasma, a Plasmar Tecnologia. O primeiro serviço que oferecemos foi a nitretação a plasma, tema que estudei no meu doutorado na Unicamp. Além de quatro estudantes da UCS, a Plasmar atraiu um doutor formado pela Universidade de Birmingham (berço da engenharia de superfícies) que veio morar aqui em Caxias do Sul e lidera as atividades de P&D da empresa.

Após a apresentação no painel em Concepción del Uruguay, percebi o interesse e vontade de muitos estudantes da área de Materiais de se aproximar de pesquisas mais aplicadas e, mais do que isso, de montar um empreendimento de base tecnológica. É muito importante que as instituições e professores não apaguem a chama desses estudantes, criando as devidas condições de trabalho que favoreçam a criação de empreendimentos de base tecnológica.

Ainda no evento dos jovens pesquisadores, fiquei sabendo do sítio web do Instituto de Física del Plasma, centro de pesquisa em plasma ligado ao CONICET (o principal órgão governamental de promoção da ciência e tecnologia na Argentina) e à UBA (a Universidade de Buenos Aires). O site tem bastante informação de qualidade sobre física do plasma, como as informações sobre descarga de gases e eletrodinâmica de fluidos parcialmente ionizados.

Até a próxima e bom feriadão!

Carlos A. Figueroa

Oportunidades: apoio do CNPq à tecnologia e inovação

Empresas e pesquisadores podem aproveitar as oportunidades de financiamento de recursos humanos para inovação oferecidas pelo CNPq.

O CNPq anunciou em julho duas oportunidades para empresas e pesquisadores que fazem ou querem fazer desenvolvimento tecnológico e inovação.

Uma delas é a terceira rodada de 2010 das bolsas RHAE Pesquisador na Empresa, que já foram objeto de post neste blog. Essas bolsas financiam o pagamento de doutores e mestres para trabalhar em atividades de pesquisa tecnológica e inovação em empresas de micro, pequeno e médio porte (receita bruta anual igual ou inferior a R$ 60 milhões) e sede e administração no Brasil. Os valores das bolsas variam, de acordo com o título e experiência do pesquisador e a região do país, entre R$2.200 e R$4.500.

Para concorrer às bolsas, as empresas devem enviar propostas de projetos de desenvolvimento tecnológico de produtos ou processos que visem ao aumento da sua competitividade, a ser realizados em até 30 meses. A data limite para submissão de propostas é o dia 27 de agosto. Mais informações no edital.

A proposta deve mencionar a quantidade e o perfil dos pesquisadores necessários para a realização do projeto. Se aprovada a proposta, a empresa deverá fazer as indicações dos bolsistas. Cada projeto poderá receber um máximo de R$300 mil em bolsas. A empresa deverá aportar uma contrapartida mínima de 20% do valor do projeto, em recursos financeiros ou não financeiros, tais como salários, passagens, seguros, equipamentos e material bibliográfico.

Parcerias com universidades, outras empresas e demais organizações que agreguem recursos (financeiros ou não) para a execução do projeto são esperadas e levadas em conta na avaliação da proposta.

Do ponto de vista da empresa, as bolsas RHAE ajudam a diminuir os custos do desenvolvimento (os recursos de custeio e capital deverão ser desembolsados pela companhia e podem ser lançados como contrapartida segundo indicado no edital). Do ponto de vista do pesquisador, é uma porta de entrada ao mundo empresarial e uma excelente oportunidade de levar ao mercado anos de trabalho laboratorial. É importante destacar que não só existe a possibilidade de a empresa ter a iniciativa de inovar e procurar o candidato, mas também a de o pesquisador levar um projeto até a empresa e convencê-la da sua viabilidade e importância.

No regulamento consta a lista de setores industriais que devem ser contemplados nos projetos (automotivo, têxtil, biodiesel, aeronáutico, petróleo, mineração, etc.) – muitos deles relacionados à engenharia de superfícies.

A segunda oportunidade anunciada pelo CNPq se refere às bolsas de produtividade em desenvolvimento tecnológico e extensão inovadora (bolsas DT), cuja finalidade é distinguir o pesquisador doutor (titulado há pelo menos três anos) que possua uma produção destacada em desenvolvimento tecnológico e inovação. Os valores mensais variam de R$1.100 a R$1.500, com adicionais de bancada de R$1.000 a R$1.300. Os pesquisadores interessados em se inscrever podem fazê-lo por meio da Plataforma Carlos Chagas do CNPq até o dia 18 de agosto.

Para fanáticos da austenita expandida ou fase-S

Neste mês de março de 2010 apareceu publicado na International Materials Reviews um artigo para os fanáticos da “austenita expandida” ou “fase-S”. Fase que se forma após nitretação ou carbonetação de aços inox auteníticos, ligas Cr-Ni (biomaterial para implantes em seres vivos) e ligas Cr-Ni (material resistente à corrosão a elevadas temperaturas e de uso comum na indústria nuclear), ela confere maior dureza e resistência ao desgaste à superfície do material modificado.

Neste artigo, Prof. Dong realiza uma detalhada revisão da bibliografia comentando a história desta fase que leva quase 550 contribuições em revistas indexadas internacionais. O levantamento científico em termos da caracterização da fase, das técnicas de tratamento e as tendências futuras merece uma lida cuidadosa.

Boa leitura !

Artigo

Dong, H. S-phase surface engineering of Fe-Cr, Co-Cr and Ni-Cr alloys.  International Materials Reviews, Volume 55, Number 2, March 2010 , pp. 65-98(34)

Interações universidade-empresa: testes de campo

Continuando com os comentários e observações das interações entre universidades e empresas, no que visa ao desenvolvimento de um projeto de pesquisa e desenvolvimento, hoje gostaria de levantar um tema fundamental: o acompanhamento e os resultados de um teste de campo.

O teste de campo é um experimento realizado em uma linha de produção e, como tal, deve ter o maior rigor científico, igual a um experimento realizado em um laboratório. Por rigor científico se entende a mudança de uma variável só durante um teste e outro. Muitas vezes esse é o principal problema deste tipo de testes pelas seguintes condições reais:

1. Perda de controle do experimento: como envolve pessoas de ambas as equipes (fora e dentro da empresa), a terceirização ou quarteirização da peça a ser testada termina na perda de informações tais como condições do teste, quantificação dos resultados e até perda da peça. Ter um responsável interno que acompanhe a peça passo a passo é mais que necessário.

2. Falta de motivação de algum dos integrantes da equipe envolvida: muitas pessoas podem estar motivadas para a execução do teste, porém se o operador que fará o teste não o está, a teste tem grande chance de errado pela simples justificativa que isso não atinge diretamente ele. Uma equipe integrada e com o mesmo objetivo deve ser montada previamente.

3. Falta de informações confiáveis: o histórico da peça deve ser levantado em termos de tempo de vida, características e tratamentos prévios. Um teste de campo pode dar errado só porque o tratamento térmico prévio não foi certificado e os parâmetros são diferentes daqueles que deveriam.

Apesar de um teste de campo for um experimento, a componente humana é mais importante que a componente técnica e estes aspectos devem ser considerados seriamente no planejamento experimental para não parar pela metade ou chegar em resultados pouco confiáveis.

Continuando com os comentários e observações sobre as interações entre universidades e empresas no desenvolvimento de um projeto de pesquisa e desenvolvimento, hoje gostaria de levantar um tema fundamental: o acompanhamento dos testes de campo.

O teste de campo é um experimento realizado em uma linha de produção. Da mesma maneira que um experimento de laboratório,  ele deve ser feito com o maior rigor científico. Por “rigor científico”,  entende-se a mudança de apenas uma variável durante um teste. Muitas vezes esse é o principal problema dos testes de campo e acontece pelos seguintes motivos:

1. Perda de controle do experimento: como envolve pessoas de várias equipes (de fora e dentro da empresa), a terceirização ou quarteirização da peça a ser testada termina na perda de informações tais como condições do teste, quantificação dos resultados e até perda da peça. Ter um responsável interno na empresa que acompanhe a peça passo a passo é mais que necessário.

2. Falta de motivação de algum dos integrantes da equipe envolvida: muitas pessoas podem estar motivadas para a execução do teste, porém,  se o operador que fará o teste não o está, o experimento tem grandes chances de fracassar. Uma equipe integrada e ciente do seu objetivo deve ser montada previamente.

3. Falta de informações confiáveis: o histórico da peça deve ser levantado, incluindo seu tempo de vida e tratamentos prévios. Um teste de campo pode dar errado só porque o tratamento térmico prévio não foi certificado e os parâmetros são diferentes daqueles que deveriam.

Em testes de campo, a componente humana é mais importante que a componente técnica. Por isso, os aspectos acima citados devem ser considerados seriamente no planejamento experimental para não precisar parar no meio do trabalho ou chegar em resultados pouco confiáveis.

Carlos A. Figueroa

O complexo universo das interações universidade-empresa (parte2)

Como comentado no post anterior, o projeto PITE não atingiu o objetivo principal que era aplicar inovadores tratamentos de nitretação por plasma em engrenagens de transmissões automotivas (título do projeto). Levantando as possíveis causas, posso enumerar as seguintes:

1. Existiam reuniões semanais, mas não existia um cronograma definido a ser seguido com deadlines. Muitas vezes esse problema é citado quando professores universitários estão envolvidos em projetos de pesquisa e já virou um clichê. É verdade que os pesquisadores geralmente não têm aulas de gestão e é um dos pontos a serem melhorados.

2. Nos primeiros problemas surgidos na nitretação por plasma de engrenagens para testes de campo, houve uma grande desmotivação por parte da EATON, resultando em pouco interesse na continuação deles. Que eu saiba, nunca um projeto começa com sucesso. Às vezes a busca de resultados imediatos atenta contra um projeto de desenvolvimento tecnológico. Estes projetos estão pensados para anos de trabalho (entre 2 e 4) e resultados bons só aparecem no final. Uma empresa deve ter persistência na busca do resultado e ela deve ter consciência que é um investimento de médio a longo prazo e NÃO de curto prazo.

3. O projeto PITE se caracteriza pela liberação de recursos em forma majoritária pela FAPESP porque ele é desenvolvido em uma instituição de pesquisa sem fins lucrativos. Quem administra esses recursos é o professor. O coordenador na empresa não tem intervenção nenhuma nesses recursos. Além disso, a FAPESP libera os recursos e solicita dois relatórios, um parcial e outro final. Segundo a minha visão, esse esquema é pouco eficiente para atingir as metas do projeto. Deveria existir uma avaliação mais rigorosa dos recursos públicos aplicados pela FAPESP, não pela fiscalização mesma deles, senão para aumentar a probabilidade de sucesso de um projeto financiado com fundos dos contribuintes. Deveriam existir avaliações de avanço trimestral com liberações mais parceladas. Exigir um plano de pesquisa e desenvolvimento dividido em etapas com objetivos claros e fáceis de avaliar facilitaria o julgamento. Além do mais, ouvir as opiniões do coordenador na empresa sobre o avanço do projeto daria um rico feedback.

Resumindo, levantei 3 pontos que caracterizam os três atores envolvidos (professor, coordenador na empresa e agência pública de financiamento) e os problemas mais relevantes que surgiram com cada um deles no projeto PITE relatado. O que gostaria de frisar é que essa equipe deveria estar mais integrada focando no interesse de todos: atingir os objetivos do projeto.

Carlos A. Figueroa

O complexo universo da interação universidade-empresa

Prezados/as leitores/as,

Hoje começarei descrevendo o objetivo da série de posts da minha autoria. Sendo um profissional com atuação acadêmica e empresarial na área da engenharia de superfícies, gostaria de compartilhar algumas experiências, visões e opiniões do complexo universo da interação universidade-empresa. Em particular, falarei sobre o que acontece no dia-a-dia desta interação, a qual merece uma abordagem urgente visando diminuir diferenças e consolidar um aparelho científico-tecnológico dinâmico, interligado e competitivo de nível internacional.

Também falarei da pesquisa aplicada e do desenvolvimento tecnológico como ferramentas para solucionar problemas sociais atuais e como fonte de riqueza sem que isso signifique sacrificar rigor e qualidade científica. Finalmente, levantarei e analisarei estatísticas e tendências do setor da engenharia de superfícies.

Sempre que puder, falarei com dados concretos e referências.

No meu primeiro texto, vou relatar um caso de interação universidade-indústria que vivenciei muito de perto na minha época de estudante de doutorado. Durante os anos 2000-2003 participei do projeto PITE de inovação tecnológica financiado pela FAPESP e pela multinacional EATON Ltda. e sediado no Instituto de Física “Gleb Wataghin” da UNICAMP. Intitulado “Aplicações industriais de métodos de nitretação com fornos de plasma e implantação iônica para tratamento de aços usados em sistemas de transmissão automotiva”, o projeto começou com grande impulso e vigor com a criação do Laboratório de Implantação Iônica e Tratamento de Superfícies (LIITS). Neste espaço físico com infra-estrutura civil financiada pela EATON foi construída uma nitretadora por plasma escala planta piloto com tecnologia 100 % nacional. O projeto era gerenciado pelos coordenadores responsáveis na UNICAMP e na EATON. A metodologia de reuniões semanais funcionou normalmente. Porém, nesse período de tempo não se atingiu o objetivo principal destacado no título do projeto, ou seja, aplicar a nitretação por plasma em aços usados em sistemas de transmissão automotiva. No próximo texto levantarei alguns pontos importantes visando explicar esse fato.

            Um abraço,

            Carlos A. Figueroa