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João Paulo Dias
2019
Materials and Processes: Industry Drivers and R&D Needs
Surface Engineering
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CREATED IN 1991 THROUGH
THE UNIVERSITY OF COIMBRA
PROMOTES INNOVATION
BRINGS TOGETHER 41 ASSOCIATES
ESTABLISHES THE CONNECTION
BETWEEN THE SCIENTIFIC
ENVIRONMENT AND THE
PRODUCTION SECTOR
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BUSINESS
INCUBATION
AND ACCELERATION
Promotes the creation and
development of innovative
technology-based companies
HIGHLY
SPECIALISED
TRAINING
Provides high-level training,
emphasizing “hands-on” training
RESEARCH AND
TECHNOLOGICAL
DEVELOPMENT
IPN’s technological infrastructures
includes a set of six RTD
laboratories in different
technological areas
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LABORATÓRIOS DE I&D
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H2020 – Program Layout
1 – FCT/GPPQ
TRANSFERÊNCIA TECNOLÓGICA
PROJECTOS DE I&D EM CONSÓRCIO
COM EMPRESAS
INOVAÇÃO E DESENVOLVIMENTO
TECNOLÓGICO
ENSAIOS E DIAGNÓSTICO
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Laboratório de Ensaios, Desgaste e Materiais
Activity Start – 1995
28 advanced level human
resources
IDT Projects > 40
Clients (companies) > 100
Avaliable tests > 50
Acreditation by ISO 17025:2005
in April 2017
Partnership with companies and
R&D entities in multiple
countries
Areas – Automotive, electrical,
chemical, pharmaceutical, bio-
materials, glass, ceramic,
metalworking
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LED&MAT
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Superfície…. …chamamos superfície à parte
exterior de qualquer corpo ou
objeto, que nos serve de limite com
o meio envolvente…
“O mundo é feito de superfícies”Gunter Brauer
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Engenharia de superfícies
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Relevante….
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MAIN R&D TOPICS
Surface engineering at IPN
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Main Characteristics
- 4 x 6kW DC PS
- 2 x 5kW Pulsed DC
- 380x175 mm targets
- 500 mm diam. chamber
- Automated control
- Ultimate pressure 2x10-6mbar
- Ar, N, CH4, O, CF4, etc.
PVD COATINGS SYSTEMS
- Produced by PVD in magnetron
sputtering (DC/ PULSED DC / RF)
- Ti-Al-(N / C)
- W-Ti-(N / C)
- W-S2 / Se2
- Mo S2 T
- Modified Ag
- Ceramics + Ag
- Ni-Al
- 2D FGM (316L – PFTE)
- HAP + Ti
- W O N
- Al Er N
- Al2 O3 + Ag
- Al + Al2 O3
- Zr O2 / Y2O3
- Si O2
- DLC
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Relevância para o sector automóvel
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Escala e impacto
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Relevância em termos de investigação
Balanço de projectos (UK)
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Relevância em termos de investigação
Desafios por
tipo de
aplicação
Importância do
tópico por
tecnologia
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Situação da I&D portuguesa na temática
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Situação da I&D portuguesa na temática
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Situação da I&D portuguesa na temática
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PPS 3 – Sistemas Multifuncionais
PPS 1 – Superfícies Auto-Adaptativas
PPS 2 – Superfícies Inteligentes
PPS 4 – Desafios REACH
Revestimentos decorativos
Soluções para baixo atrito estático
Superfícies anti microbianas
Superfícies para facilitar desmoldagemSuperfícies para maquinação eficienteSuperfícies para estampagem eficiente
Superfícies com propriedades sensoriais:
Pressão
Temperatura
Soluções para substituição Cr6+
Soluções para substituição de Co e Ni em revestimentos
Projecto Moblizador On-SURF- Inovação
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Centro
Serra
da Estrela
On-Surf - CONCEITO
Eletrónica
Saúde
Aeronáutica
Tooling/Moldes
Automóvel
Alimentar
PPS8 – GESTÃO
PPS2
Su
pe
rfíc
ies
inte
lig
en
tes
PPS1
Su
pe
rfíc
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Au
to
Ad
ap
tativa
s
PPS3
Sis
tem
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Mu
ltifu
nc
ion
ais
PPS4
De
safio
s R
EA
CH
PPS6 – Criação de Redes de Conhecimento
PPS7 – Disseminação e Exploração de Resultados
MOBINOV
POOLNET
HEALTH Portugal
Tice.pt
Portugal Foods
PPS5 – Integradores Tecnológicos
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Chain Value
Inovação e Desenvolvimento: UCoimbra, IPN, UAveiro, U.Minho,
FCT-UNL, IPB, ISEP, Centimfe
Implementação de Soluções: TEandM, Prirev, P.M.M, Durit, Leica
Exploração Comercial de novas ferramentas: Inovatools e Palbit
Exploração Comercial de moldes (injeção/estampagem):
Moldit; P.M.M; Muroplás, Autoeuropa (VW)
Exploração comercial de peças para a aeronáutica: Distrim 2
(END USER preferencial EMBRAER)
Exploração comercial de punções/moldação: Lurga
(END USER preferencial BLUEPHARMA)
Componentes de cutelaria com revestimentos decorativos/funcionais:
Belo inox
Substituição de Cr 6+, Ni, Co dos seus produtos:
Leica, Durit
Ciência
Mercado
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Oportunidades estruturais
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Oportunidades Tecnológicas (exemplo)
Automóvel
• Energia e armazenamento - desenvolvimento de novos sistemas de armazenamento e gestão, usando
novos materiais e técnicas
• Incorporação de sensores e sistemas para IA
• Eficiência dos motores: múltiplos movimentos e atritos que deverão usar o mínimo de energia
• Incorporação de materiais e revestimentos low friction em transmissões e orgãos secundários
• Utilização de veículos leves forcará o uso de novos materiais com multi-revestimentos em novas formas
para obter ganhos estruturais e de proteção
Intersectoriais
• Substituição do crómio duro nas superfície e outros revestimentos “ambientalmente problemáticos”
Desafios técnicos que conduzirão ao crescimento do mercado de engenharia de superfície em muitos sectores
de aplicação incluem:
• Impacto na conservação dos materiais críticos
• Uso de substratos mais leves, de baixo custo e sustentável
• O aumento da necessidade de combater o desgaste e corrosão em ambientes cada vez mais agressivos
• Redução do impacto ambiental, quer através de mais materiais sustentáveis, quer de processos mais
eficientes (efeitos colaterais)
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CONTACTS
João Paulo Mouta Dias
Instituto Pedro Nunes
Rua Pedro Nunes
3030-199 Coimbra
+351 239 700 900
www.ipn.pt
Obrigado
Fontes:
• Time for Strategic Change:UK Surface Engineering
and Advanced Coatings Industry - Report by the
SEAC Special Interest Group
• Apresentação Gunter Brauer (FhG) 8.10.2018 –
Plasma Technologies For advanced Coatings
• Apresentação Tomas Polcar (US/CTUP) – Surface
Engineering: Research vs Industrial Needs