Forma um engenheiro com perfil para atuar na área de pesquisa e desenvolvimento de materiais com aplicação tecnológica com visão inter e multidisciplinar das áreas tradicionais de Engenharia de Materiais: Metalurgia, Cerâmicas, Polímeros e Compósitos. Os engenheiros de materiais estudam a relação entre a estrutura, as propriedades e o desempenho dos materiais, visando obter novas aplicações ou melhorar a qualidade dos materiais existentes. Do carro aos utensílios de cozinha, do telefone celular aos tecidos das roupas, praticamente tudo tem a intervenção de um profissional de engenharia de materiais. Os engenheiros de materiais atuam em diversos setores industriais: metal-mecânico, indústrias metalúrgicas e siderúrgicas, indústrias de transformação de plásticos, indústrias automobilísticas, indústrias de produção de revestimentos e pisos cerâmicos, indústrias têxteis e de fabricação de fibras sintéticas, indústria aeronáutica e no setor eletro-eletrônico. O Engenheiro de Materiais estará ainda apto à pesquisa, ao desenvolvimento tecnológico e ao desempenho de papéis de liderança na introdução de novas tecnologias, processos e produtos no segmento industrial.

 

 

 

              A Ciência e Engenharia dos Materiais é o campo da Engenharia que trata do processamento, teste, caracterização e da aplicação tecnológica dos materiais.

              Os materiais compreendem uma ampla gama de substâncias classificadas pela sua natureza química e estrutural como: metais, cerâmicas, polímeros, semicondutores e combinações de diferentes tipos de materiais, conhecidos como compósitos.

              Todas as aplicações requerem materiais com requisitos de qualidade, durabilidade, desempenho e custo. As propriedades requeridas resultam da seleção e do controle do processo de fabricação usados na conversão de materiais primários em produtos finais "engenheirados".

              Novos produtos são continuamente desenvolvidos pelos cientistas e engenheiros de materiais.

Classificação dos Materiais

              A História é medida pelas inovações nos materiais. O desenvolvimento de metais como o aço e o bronze trouxeram avanço na civilização milhares de anos atrás, numa sinergia que continua até os dias atuais nas fibras ópticas que revolucionaram as comunicações e criaram a infraestrutura da internet e no desenvolvimento dos biomateriais que reproduzem o comportamento de tecidos biológicos.

 

              Metais são materiais formados pela combinação de elementos químicos que ocupam a posição central na Tabela Periódica. Esses elementos possuem como principal característica a sua dutilidade, altas condutividades térmica e elétrica. Eles também são mecanicamente resistentes, porém podem ser deformados e, em geral, possuem um aspecto brilhante e lustroso quando polidos.

 

              Cerâmicas são compostos com características entre os metais e os elementos não-metálicos e incluem compostos químicos, tais como: óxidos, nitretos e carbonetos. Eles são tipicamente isolantes elétricos e térmicos e resistentes a altas temperaturas e ambientes quimicamente agressivos.

 

              Os polímeros vulgarmente conhecidos como plásticos, geralmente são compostos orgânicos baseados principalmente em átomos de carbono e hidrogênio. Eles possuem elevada massa molecular e usualmente possuem baixa densidade e apresentam baixa estabilidade química e estrutural em altas temperaturas. Por causa dessas características, suas principais aplicações são na fabricação de produtos com baixo ciclo de vida (geralmente descartáveis).

 

            Os materiais semicondutores tem propriedades elétricas intermediárias entre os metais (condutores) e as cerâmicas (isolantes). As propriedades elétricas são fortemente dependentes de pequenas adições de impurezas conhecidas como dopantes. São usados na fabricação de componentes e circuitos eletrônicos.

 

              Os compósitos consistem de dois ou mais tipos de materiais com diferentes estruturas e propriedades. A "fibra de vidro" é uma combinação de vidro e polímero. O concreto e a madeira compensada são outros exemplos de materiais compósitos familiares. Diversos compósitos são combinações de fibras cerâmica inseridas em uma matriz metálica ou polimérica.

 

              O processamento se refere à forma como que um material é preparado. Avanços tecnológicos tem possibilitado a criação de materiais com camadas atômicas sobre camadas atômicas, na área de Nanotecnologia. Existem quatro categorias de processamento, a saber: solidificação, metalurgia do pó, processo de deposição e conformação mecânica.

 

- Solidificação:  A maioria dos metais é produzida através da fusão de uma liga, quando é mais fácil misturar os componentes. Este processo também é utilizado na produção de vidro. Uma vez atingida a temperatura e composição desejada, o material fundido é solidificado.

- Metalurgia do Pó:  A metalurgia do pó envolve a consolidação de material particulado para formar um "corpo verde". A densificação é feita por sinterização. Cerâmicas são processadas na forma de pó pois o seu ponto de fusão é relativamente elevado e devido a baixa formabilidade impedem que outros tipos de processamento sejam usados. Metais e polímeros também podem ser processados a partir dos pós.

- Processo de Deposição:  O processo de deposição modifica uma superfície quimicamente, usualmente por deposição de reagentes vaporizados ou por ions numa superfície. É usado na fabricação de microcircuitos eletrônicos ou de deposição de filmes com finalidades decorativa ou de proteção.

- Conformação Mecânica  Um dos processos mais comuns é a deformação de um sólido para criar uma forma desejada. Uma força é aplicada para gerar a deformação e em muitos casos o material a ser deformado é previamente aquecido para reduzir a força requerida para deformar o material. Às vezes um molde é usado para definir a forma. Entre os principais tipos de conformação mecânica podemos citar o forjamento, a trefilação para fabricação de fios e a laminação para fabricação de chapas metálicas e de vidro.

 

              A estrutura se refere ao arranjo dos componentes do material desde a escala atômica até a escala macroscópica (visível a olho nu). O entendimento da estrutura de um material é a chave para a compreensão do estade ou da conditição de um material; essa informação é então correlacionada com o processamento do material em conjunto com suas propriedades. A compreensão dessas relações é parte intrínseca da ciência e engenharia dos materiais, na medida em que permite o engenheiro manipular as propriedades de um material.

              Um material precisa ser forte e resistente ao calor e ao mesmo tempo ser leve? Se você estiver falando de um garfo ou uma estação espacial, os produtos tem requisitos específicos que necessitam o uso de materiais com propriedades unicas. Os engenheiros de materiais frequentemente relacionam as propriedades desejadas de um material com sua estrutura para assegurar compatibilidade com o processamento selecionado. Propriedades típicas de interesse podem ser classificadas em:

- Propriedades mecânicas

- Propriedades elétricas

- Propriedades magnéticas

- Propriedades ópticas e dielétricas

- Propriedades térmicas

- Propriedades relacionadas com o ambiente

 

            A avaliação do desempenho é parte integrante da área de atuação do engenheiro de materiais. A análise de falha de produtos é quase sempre usada para se obter o "feedback" do processamento e de seu controle, bem como para auxiliar na seleção do material nos diversos estágios de processamento. O teste também assegura que o produto esteja em conformidade com os requisitos de desempenho do material. Em diversos produtos, o controle do processo está intimamente associado com algum teste de propriedade e/ou caracterização estrutural.

 

Infraestrutura Física e de Apoio ao Estudante

A Escola de Engenharia de Lorena – EEL-USP está em constante evolução, trazendo para seus estudantes a melhor estrutura e as melhores práticas para uma formação de excelência em todos os seus cursos. Essa infraestrutura, inclusive com as plantas pilotos, somando-se aos laboratórios do Programa de Pós do DEMAR contribui para o grande diferencial do curso de Engenharia de Materiais da EEL em relação aos demais curso do País. Como apoio ao estudante, a EEL-USP possui transporte interáreas, restaurante universitário, sala pró-aluno (laboratório de apoio pedagógico de Tecnologias de Informação e Comunicação), centro de vivência e biblioteca.

Além da infraestrutura do DEMAR, descrita no item 4, os principais laboratórios da EEL-USP utilizados em aulas práticas do Curso são:

• Laboratório de Química Geral e Experimental;
•  Laboratório de Física Experimental;
•  Laboratório de Métodos Numéricos e Computacionais;
•  Laboratório de Química Analítica para Engenharia;
•  Laboratório de Análise Instrumental;
•  Laboratório de Engenharia Química I (Mecânica dos Fluidos);
•  Laboratório de Engenharia Química II (Transferência de Calor e Massa)
• Laboratório de Ensaios Mecânicos

Completando a estrutura laboratorial para graduação, a EEL-USP possui espaços adequados ao desenvolvimento de projetos de ensino e aprendizagem: o LABICENGE e o LabEEL.

O LABICENGE – Laboratório de Aprendizagem Integrada de Ciências Básicas e Engenharia: é um espaço pedagógico para implantação de novas metodologias de ensino-aprendizado na EEL-USP proporcionando a integração da computação, comunicação e inovação. Tem os seguintes objetivos:

• Facilitar e inspirar a aprendizagem e a criatividade dos estudantes
• Conceber, desenvolver e avaliar experiências de aprendizagem inovadoras
• Criar modelos de trabalho e aprendizagem mediadas por computador
• Promover a cidadania e a responsabilidade social na Era Digital
• Engajar os estudantes no seu processo de crescimento pessoal e profissional
• Promover o espírito de liderança

O LabEEL abrange desde técnicas de fabricação até disseminação de conhecimentos em softwares livres. Ocupa as salas EF-17 (Espaço Labore) e EF-03 (Hertz Maker) do prédio de graduação do DEMAR e está equipado com ferramentas comuns de oficinas e marcenaria, equipamentos de fabricação com tecnologia (Corte a laser e impressora 3D de polímeros), computadores e recursos multimídia