Se Rosie, a Rebitadeira, tivesse acesso a uma nova tecnologia de rebitagem, o personagem da fama da Segunda Guerra Mundial poderia ter trabalhado mais rápido e feito produtos mais leves. Hoje, uma técnica de rebitagem recentemente patenteada desenvolvida pelo Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) torna o magnanãsio leve mais fa¡cil de formar e reduz o tempo necessa¡rio para juntar cada rebite.

O magnanãsio éum dos metais mais leves - tornando-o ideal para melhor economia de combusta­vel em vea­culos. Mas fica atrás do aluma­nio e do aa§o no uso industrial porque a s vezes éfra¡gil e difa­cil de moldar em pea§as estruturais. A nova tecnologia de rebitagem baseada em fricção, chamada de Rebitagem por Martelo Rotativo (RHR), evita a necessidade de pré-aquecer o metal para formar o rebite e melhora a junta de fixação. Tambanãm funciona com rebites de aluma­nio, que são usados ​​na construção de aviaµes. O manãtodo de processamento também ésignificativamente mais rápido, o que pode economizar tempo e dinheiro na construção de aviaµes e vea­culos.

A rebitagem éuma das técnicas mais antigas conhecidas para unir diferentes materiais. Os antigos ega­pcios usavam rebites de madeira para unir ala§as de metal a potes de barro. A rebitagem, então, étransmitida atravanãs de eras e civilizações e pode ser vista em estruturas romanas, navios vikings, armaduras medievais e outros itens hista³ricos.

Com o advento de novos materiais nos séculos 19 e 20, a rebitagem de aa§o tornou-se onipresente em uma grande variedade de aplicações estruturais, que va£o desde edifa­cios a pontes e navios de guerra a aviaµes. Mas o processo de rebitagem permaneceu praticamente inalterado. Pegue um pedaço de metal cila­ndrico com uma tampa em forma de cogumelo em uma das extremidades, deslize a haste ou haste atravanãs dos orifa­cios nos dois materiais que deseja unir e bata em uma das extremidades da haste com um martelo para formar uma segunda cabea§a que aperta o dois materiais juntos.

Tente fazer isso com um rebite de magnanãsio e provavelmente se estilhaa§aria. Enquanto uma liga de magnanãsio tem alta resistência para seu peso leve, o magnanãsio tende a ser quebradia§o em temperatura ambiente. Normalmente, os rebites de liga de magnanãsio são aquecidos para torna¡-los macios o suficiente para martelar e dobrar sem quebrar.

O aquecimento de cada rebite élento e caro, portanto, os rebites de magnanãsio raramente são usados, embora sejam 30% mais leves do que os rebites de aluma­nio usados ​​para unir chapas de magnanãsio.

A tecnologia RHR, desenvolvida pela PNNL, não requer o pré-aquecimento dos rebites de magnanãsio. O processo, descrito no Journal of Magnesium and Alloys, usa rebites de magnanãsio sem pré-aquecimento. E faz isso de quatro a 12 vezes mais rápido, ao mesmo tempo que elimina o tempo que leva para pré-aquecer os rebites na rebitagem de impacto convencional e oferece benefa­cios adicionais de resistência aprimorada e propriedades de prevenção de corrosão.

RHR éum desdobramento da soldagem por fricção e agitação. A técnica usa uma pequena ferramenta rotativa, chamada de martelo. A força rotacional gera calor por meio de fricção e deformação, o que amolece o magnanãsio o suficiente para formar a cabea§a do rebite enquanto também mistura a parte inferior da cabea§a do rebite para ligar metalurgicamente com a folha de metal subjacente. Essa fusão de metais forma uma ligação conta­nua que evita a corrosão.

"Foram necessa¡rias muitas tentativas para encontrar o equila­brio certo entre a velocidade de rotação do martelo e a velocidade com que o inserimos no rebite", disse o pesquisador Tianhao Wang. "Mas, no final das contas, encontramos um ponto ideal na faixa de processamento em que a cabea§a do rebite não aderiu a  ferramenta, nem quebrou durante o processo RHR."

O processo recentemente patenteado deforma o metal de tal forma que sua estrutura cristalina éalterada. Usando microsca³pios de alta potaªncia, os pesquisadores foram capazes de ver como os gra£os foram refinados e reorientados para tornar o magnanãsio mais forma¡vel e mais forte.

O autor correspondente, Scott Whalen, observa que o RHR também funciona com rebites de aluma­nio, como os usados ​​em aeronaves. Com centenas de milhares de rebites em todos os aviaµes comerciais - a maioria feitos de liga de aluma­nio 2024 - Whalen diz que o processo pode reduzir custos e aumentar a eficiência da linha de produção.

Os rebites feitos de liga de aluma­nio 2024 são muito fortes para rebitar se armazenados em temperatura ambiente. Portanto, eles devem ser recozidos ou amolecidos e, em seguida, armazenados em um freezer para mantaª-los macios antes da rebitagem.

"Uma vez na linha de produção, esses" rebites de caixa de gelo "devem ser usados ​​em menos de 15-30 minutos, caso contra¡rio, eles se tornam muito difa­ceis de rebitar", disse Whalen. "No entanto, o RHR pode rebitar rebites de aluma­nio 2024 depois de estarem no estado totalmente endurecido, de modo que o armazenamento a frio não énecessa¡rio. Isso significa que os rebites não precisariam mais ser armazenados em um freezer, a rebitagem não ésensa­vel ao tempo e os rebites não utilizados não mais precisam ser novamente tratados termicamente e recolocados em um armazenamento refrigerado. "

O processamento RHR do aluma­nio éextremamente rápido. A rebitagem convencional leva entre 1–3 segundos por rebite, enquanto RHR requer apenas 0,25 segundos. Essa economia de tempo pode se traduzir em 40 horas economizadas por 100.000 rebites. "Isso significaria uma semana inteira a menos gasta rebitando em apenas uma fração de um avia£o comercial se RHR fosse adotado", disse Whalen.

RHR éapenas um de um conjunto de tecnologias de manufatura disruptivas para processar ligas meta¡licas e compostos que estãosendo desenvolvidos pela PNNL. Essas técnicas de processamento de fase sãolida envolvem deformar materiais sem derreter para aquecer, misturar, fabricar e unir metais e outros materiais. Os materiais resultantes tem propriedades extraordina¡rias em comparação com aqueles produzidos por manãtodos de fabricação convencionais.