João Paulo Dias

2019

Materials and Processes: Industry Drivers and R&D Needs

Surface Engineering

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

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

LABORATÓRIOS DE I&D

H2020 – Program Layout

1 – FCT/GPPQ

TRANSFERÊNCIA TECNOLÓGICA

PROJECTOS DE I&D EM CONSÓRCIO

COM EMPRESAS

INOVAÇÃO E DESENVOLVIMENTO

TECNOLÓGICO

ENSAIOS E DIAGNÓSTICO

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

LED&MAT

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

Engenharia de superfícies

Relevante….

MAIN R&D TOPICS

Surface engineering at IPN

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

Relevância para o sector automóvel

Escala e impacto

Relevância em termos de investigação

Balanço de projectos (UK)

Relevância em termos de investigação

Desafios por

tipo de

aplicação

Importância do

tópico por

tecnologia

Situação da I&D portuguesa na temática

Situação da I&D portuguesa na temática

Situação da I&D portuguesa na temática

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

Centro

Serra

da Estrela

On-Surf - CONCEITO

Eletrónica

Saúde

Aeronáutica

Tooling/Moldes

Automóvel

Alimentar

PPS8 – GESTÃO

PPS2

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PPS1

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PPS6 – Criação de Redes de Conhecimento

PPS7 – Disseminação e Exploração de Resultados

MOBINOV

POOLNET

HEALTH Portugal

Tice.pt

Portugal Foods

PPS5 – Integradores Tecnológicos

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

Oportunidades estruturais

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)

CONTACTS

João Paulo Mouta Dias

Instituto Pedro Nunes

Rua Pedro Nunes

3030-199 Coimbra

+351 239 700 900

jpdias@ipn.pt

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