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A compactação de um pó é um procedimento de conformação utilizado em diversos setores industriais, especialmente para a fabricação de peças cerâmicas, devido à sua alta produtividade (Albaro, 2000). O processo consiste basicamente na aplicação de uma solicitação mecânica em um pó contido na cavidade de uma matriz rígida. Na prensagem uniaxial, a pressão é aplicada apenas na direção axial e o carregamento é um resultado do movimento de um ou dois pistões atuando em sentidos opostos, o que determina, respectivamente, uma prensagem simples ou de dupla ação (Michrafy, 2004). Para obter uma peça de alta proporção altura/diâmetro, geralmente é necessário empregar o sistema de dupla ação. A fim de reduzir custos e acelerar a produção é desejado simular o efeito de um segundo pistão por meio de um sistema com uma matriz flutuante. Para criar este mecanismo, propõe-se que a matriz seja sustentada por uma mola de borracha, pois devido às características do pó cerâmico e dos atritos da operação, esta deve ter um efeito não-linear. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi determinar as dimensões da seção do anel elastomérico da mola para que a matriz tenha um deslocamento vertical igual à metade do deslocamento do pistão. Este é movido pelo atuador visando tornar simétrico e reduzir o gradiente de densidades do compacto final. Primeiramente, foi preciso identificar o modelo constitutivo do elastômero, o Silicone RenCast 4464-4. Para a escolha dos parâmetros dos modelos hiperelásticos, ensaios de compressão simples, volumétrica e semi-confinado foram realizados – de modo que o último combina carregamentos dos dois anteriores ao comprimir um anel dentro de uma matriz. Com os dados obtidos diretamente da máquina de ensaio (Instron 5500R) e com o auxílio do software de elementos finitos ABAQUS, fez-se os modelos dos ensaios mecânicos. O software ISIGHT foi empregado para otimizar os parâmetros identificados e, em seguida, foi elaborado no ABAQUS o sistema com a matriz flutuante (diâmetro interno de 100 mm) para a prensagem de ~800 g de alumina atomizada, com densidade aparente inicial de 1,28 g/cm³ (Melo, 2018; Montilha, 2018). Como partida, definiu-se a seção radial do anel de silicone com formato retangular de 25 mm de altura e 15 mm de largura, sendo estas dimensões  posteriormente otimizadas em relação à proporção altura/largura. Após as otimizações, selecionou-se o modelo de Neo-Hooke com parâmetros C10 = 0,5914 e D1 = 0,00608. Analisando a função-objetivo (linear), os resultados com as estimativas iniciais das dimensões do anel se mostraram promissores e, ao aumentar a proporção altura/largura, possibilitou-se alcançar um resultado mais linear e próximo do objetivo, obtendo-se a relação altura/largura de 5,5. Assim, o gradiente de densidades do compacto se mostrou mais uniforme e simétrico quando comparados aos obtidos sem o sistema flutuante. Embora o sistema tenha se mostrado promissor, identificou-se um limite para o aumento da proporção altura/largura associado à flambagem do anel, o que impediu a realização integral do objetivo exato, sugerindo o estudo de outras geometrias e métodos de otimização.

Elementos Finitos, prensagem de pós