Alguns metais menos comuns que podem ter aplicação estrutural são:
• ligas de magnésio: as ligas ZK60A-T5 e AZ31B-H24 são excelentes para a estrutura dos robôs, pois possuem resistência similar à do alumínio 6061-T6 porém com apenas 65% do seu peso (a densidade das ligas de magnésio é cerca de apenas 1,8 vezes a da água, ao invés de 2,8 dos alumínios); sua rigidez no entanto é E = 45GPa, menos da metade da dos alumínios; use placas com no mínimo 3mm de espessura, pois placas muito finas correm o risco de entrar em combustão (o magnésio pode ser inflamável); a ZK60A-T5 (US$62/kg) é a liga de magnésio mais resistente que existe, no entanto é difícil achar placas grandes desse material; a liga AZ31B-H24 (US$42/kg) é um pouco menos resistente, mas menos difícil de encontrar; o lifter BioHazard, provavelmente o robô de combate de maior sucesso da história, usa essas ligas de magnésio para se manter no limite de peso; se alguém descobrir essas ligas no Brasil por um preço razoável por favor nos avisem!
• ligas de berílio: teoricamente são de longe os melhores metais do mundo para fazer uma estrutura leve e rígida – as ligas possuem rigidez E = 288GPa (4 vezes a rigidez dos alumínios!) com densidade de apenas 1,9; seria uma maravilha se não fosse por um “pequeno” detalhe: partículas de óxido de berílio geradas na usinagem, no desgaste, ou durante um combate, são altamente cancerígenas, por isso todas as competições nos EUA proíbem o uso desse material; não use esse material, a beriliose mata!
• ligas de cobre: cobre é um excelente condutor elétrico, e os bronzes por ele formados são ótimos para fazer estátuas – mas não robôs de combate, pois além de terem menos resistência que os aços, as ligas de cobre são mais pesadas, com densidade em torno de 9,0; buchas de
bronze (uma liga de cobre com, normalmente, estanho), por outro lado, são uma boa opção para usar nos eixos das rodas e das armas, pois permitem um bom deslizamento; o latão (uma liga de cobre com zinco) tem baixa resistência, mas quando em folhas (figura ao lado) é um excelente espaçador, para ser inserido entre peças para evitar folgas.
• superligas de níquel: são um pouco mais pesadas que os aços, e só apresentam vantagens sobre eles se usadas em altas temperaturas – as melhores ligas trabalham bem mesmo sob 700 a
1000oC, o que é ótimo para peças dentro de turbinas de aviões, mas inútil para robôs de
combate (a menos que a competição seja em Vênus ou Mercúrio).
3.5. Não-Metais
Muitos não-metais merecem ser mencionados no projeto de robôs de combate. Os principais são:
• policarbonato: também conhecido como Lexan, é um polímero termoplástico (que amolece ao ser aquecido) transparente à luz e aos sinais de rádio-controle, tem alta tenacidade, e é leve (densidade 1,2); muito usado nas armaduras dos robôs de combate, ele absorve muita energia ao se deformar durante um impacto; apesar disso, cada vez menos robôs nos Estados Unidos têm usado esse material, por causa de suas desvantagens: ele possui rigidez muito baixa (E = 2,2GPa, cerca de 1% da rigidez dos aços, deixando o robô muito flexível se usado em demasia na estrutura), ele trinca facilmente (as rachaduras surgem a partir dos furos, e se propagam facilmente sem absorver muita energia de impacto), e ele é fácil de ser cortado (se tornando vulnerável a robôs tipo saws); para evitar o trincamento, chanfre todos os furos para tirar cantos vivos e arestas afiadas, e prenda o Lexan com algum amortecimento, por exemplo sobre uma fina camada de borracha ou neoprene; se for fazer rosca em Lexan, garanta que o furo roscado seja bem fundo para o parafuso entrar com muitos fios, senão há o risco de espanar; nunca use fluido trava roscas como o Loctite 242 em Lexan, pois além de não travar, ele provoca uma reação que fragiliza o material; acetona também reage com Lexan, evite usá-la.
• acrílico: bom para fazer aquários, mas não use em combate, pois possui a mesma densidade do Lexan mas é 20 a 35 vezes menos resistente a impactos.
• nylon, delrin, acetal, polietileno: são polímeros termoplásticos de alta resistência, leves e relativamente tenazes, bons para espaçadores internos nos robôs, podem servir até para prender motores.
• teflon (PTFE, politetrafluoretileno): baixíssimo coeficiente de atrito, pode ser usado como bucha de deslizamento para cargas moderadas, ou como apoio no fundo do robô para deslizar na arena; seu problema é o alto custo, e por isso muitos o substituem por UHMW (Ultra High Molecular Weight polyethylene), conhecido como o “teflon dos pobres”, que é um polietileno de alta densidade que também desliza bem – ele não desliza tanto quanto o teflon, mas é barato e mais resistente;
muitos shell spinners como o Megabyte usam espaçadores internos de UHMW entre a arma-concha e a estrutura do robô (destacados em vermelho na foto ao lado), garantindo que mesmo que a concha empene ou amasse ela não encoste na estrutura interna de metal do robô, deslizando com relativamente pouco atrito sobre os apoios/espaçadores.
• epóxi: excelente adesivo, bom para colar fibras de vidro, kevlar e carbono em metais; limpe as peças com álcool ou acetona antes de aplicá-lo, para maximizar a resistência; use sempre o epóxi profissional (cura em 24 horas).
• borracha, neoprene, velcro: excelentes materiais para amortecer as partes internas críticas do robô, como eletrônica e baterias.
• fenolite: é um laminado industrial, muito duro e denso, feito por aplicação de calor e pressão em camadas de celulose impregnadas com resinas sintéticas fenólicas, aglomerando-as em uma massa sólida e compacta; conhecido também por celeron, é um excelente isolante elétrico; nós prendemos toda a eletrônica do robô em uma placa de fenolite, e ela é presa por coxins (vide o capítulo 4) na estrutura do robô, obtendo assim ótimo isolamento mecânico (contra vibrações e impactos) e elétrico; fenolite é relativamente frágil, mas existe uma versão de alta resistência chamada de garolite, que já foi até usada na estrutura de vários antweights e
beetleweights; a tampa superior do beetleweight Mini-Touro é feita de garolite; o primeiro
protótipo que fizemos do hobbyweight Tourinho era todo em garolite (verde nas paredes e preta nas tampas, vide a foto ao lado), muito resistente e transparente aos sinais do rádio, no entanto acabamos optando por alumínio por dois motivos: as roscas feitas na garolite, ou em qualquer outra fenolite, são frágeis e espanam facilmente, e o peso do robô não ficou tão menor que com alumínio, que é bem mais
• madeira: possui baixa resistência a impactos se comparado com os metais, não deve ser usada na estrutura; no entanto, alguns construtores prendem uma tora de madeira na frente do robô para se defenderem de spinners – o shell spinner Megabyte, por exemplo, ao dilacerar aos poucos a tora de madeira do adversário, vai perdendo velocidade de rotação, ficando vulnerável.
• fibra de vidro: conhecida como GFRP (glass fiber reinforced polymer), é muito usada em embarcações, e é um material com potencial para uso na estrutura dos robôs por ser rígido e leve, no entanto sua resistência a impactos não é muito alta se comparada com a dos metais. • fibra de carbono: conhecida como CFRP (carbon fiber
reinforced polymer), disponível em diversas cores (figura
ao lado), é muito cara mas extremamente rígida e leve, e por isso usada em carros de Fórmula 1 e na fuselagem dos novos Boeing 787 (figura abaixo à esquerda) e AirBus A350 (figura abaixo à direita); são excelentes para prender as partes internas do robô, mas não devem ser usadas na armadura pois são muito frágeis, não resistem a impactos (a menos que as fibras sejam combinadas com kevlar)!
• fibra de kevlar: conhecida como KFRP (kevlar
fiber reinforced polymer), é um tecido
amarelo feito de fibras de aramida (um tipo de nylon, veja a figura ao lado) 5 vezes mais resistentes que fibras de aço de mesmo peso; usada em coletes à prova de balas, possui extraordinária resistência a impactos; o Touro usa uma camada de kevlar ensanduichada entre as paredes de alumínio da estrutura e as placas de titânio externas da armadura, para aumentar sua
resistência a impactos; o tecido é muito difícil de ser cortado, é preciso usar uma tesoura especial que nós só achamos nos EUA; ele não é caro, usamos menos de R$30 em kevlar em todo o robô Touro – mais especificamente, nós usamos o “tecido de aramida KK475”, que custa cerca de US$60/m2 (R$136/m2) no Brasil.
• cerâmicas: são muito frágeis se tracionadas, mas sob compressão são os materiais mais resistentes do mundo, tanto que são usadas sob as armaduras de tanques de guerra para absorverem impactos; são também extremamente resistentes à abrasão, o famoso lifter BioHazard usa azulejos de alumina (Al2O3, que quando pura forma as safiras) colados sob o
seu fundo para se proteger de serras que emergiam do chão das arenas da liga Battlebots.