Resumen de Prototipagem virtual aplicada a simulação com software CAE: pistão de liga de alumínio com recobrimento de material cerâmico

Alexandre Santos Zardo, Flávio Lúcio Santos de Carvalho

• English

  Innovation in materials is an area that aims to generate improvements in existing products through activities with R&D. The automotive sector is one of the areas where investment is sought for better materials. Product engineering combined with virtual simulation, prototyping allows projects to be more assertive, with a reduction in planning progress, and the costs involved. The use of ceramic materials in internal combustion engines is still necessary for large-scale research, especially because of their sintering particularities and improved mechanical characteristics at extremetemperatures. The present research has the objective of proposing an optimization in an internal combustion engine by cycleof Otto cycle by replacing metal alloy material in the piston by Metallic MatrixComposite (CMM). For support in the disciplines of Material Science, Product Engineering and Simulation for the realization of the project, use of Inventor® and Ansys® software to validate a proposal of the idealized piston prototype, Aluminumalloy piston exchange fused with Ceramic Dioxide Silicon. The results obtained were a reduction in heat conduction as a function of time, the best mechanical attributes used and a reduction in the costs applied in the process of using ceramic motors in automotive engines.

• português

  A inovação em materiais é uma área que visa gerar melhorias nos produtos existentes, através de atividades como PD&I. O setor automotivo é uma das grades áreas em que o investimento na busca por melhores materiais é alto. A engenharia de produto combinada com a simulação e prototipagem virtual permite com que os projetos sejam mais assertivos, com uma redução no tempo de planejamento e nos custos envolvidos. A utilização de materiais cerâmicos em motores de combustão interna ainda necessita de maiores pesquisas para torná-los acessíveis a produção em larga escala, sobretudo por suas particularidades na sinterização e melhores propriedades mecânicas em temperaturas extremas. A presente pesquisa possui o objetivo de propor uma otimização em um motor a combustão interna por centelha do ciclo Otto através da substituição de material de liga metálica no pistão por Compósito de Matriz Metálica (CMM). Para tanto se apoio nas disciplinas de Ciências dos Materiais, Engenharia do Produto e Simulação para a realização do projeto, utilizando os softwares Inventor® e Ansys® para validar a proposta do protótipo do pistão idealizado, através do recobrimento do pistão de liga de Alumínio fundido com o cerâmico Dióxido de Silício. Os resultados obtidos foram uma redução na condução de calor em função do tempo, melhores propriedades mecânicas apresentadas e uma redução nos custos envolvidos no processo de utilização de cerâmicos nos motores automotivos.