MM Junho | Julho

FERRAMENTAS 15

Efeito do recobrimento da ferramenta de usinagem no acabamento superficial do titânio grau 4

TORNEAMENTO 21

Efeito da texturização de ferramentas de PCD no torneamento do alumínio 2011-T4

12 GUIA I

Ferramentarias

19 GUIA II

Robôs autônomos

27 GUIA III

Ferramentas para usinar compósitos

Capa: Red Ivory/Shutterstock

Layout da capa: Vanessa C. Silva As

O diabo está nos detalhes… e a solução também.

São muitos e diários os desafios para quem trabalha com usinagem de metais. Além das oscilações de mercado e dos custos da matéria-prima, o processo em si possui uma complexidade que obriga os profissionais da área a se manterem atualizados se quiserem que suas empresas se mantenham competitivas. É dessa complexidade que trata o conteúdo desta edição, que tem foco na adaptação de ferramentas para o trabalho com metais de difícil usinagem.

O artigo que se inicia na página 14 relata um minucioso estudo sobre o recobrimento de ferramentas de corte destinadas à usinagem de ligas de titânio, material que apresenta reatividade química

e instabilidade sob altas temperaturas, mas que possui propriedades imprescindíveis para o bom desempenho de componentes biomédicos, por exemplo.

Outro artigo (página 21) trata da eficácia da texturização de ferramentas de PCD para o torneamento de alumínio, metal que oferece vantagens sob muitos aspectos, mas também possui particularidades que tornam difícil a sua manufatura.

Os impasses do trabalho com as diferentes categorias de ligas metálicas inspiram a pesquisa no setor, e isso frequentemente resulta em soluções para os dilemas da produção. Na seção de Notícias (página 6) são mostradas algumas dessas iniciativas recentes em áreas

como ferramentas e fluidos de corte. E para complementar o pacote de informações desta edição, elaboramos os guias de fornecedores de robôs autônomos, de ferramentas para usinar compósitos e a atualização da pesquisa sobre ferramentarias.

Tudo isso tendo em vista levar conhecimento sob medida para as necessidades dos profissionais do setor, que encontram também em nosso site informações organizadas por temas, a partir da aba “Seções”. Não deixe de conferir em www.arandanet.com.br/revista/mm. E boa leitura!

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MÁQUINAS E METAIS MÁQUINAS E METAIS, revista brasileira de tecnologia de usinagem e automação da manufatura, é uma publicação de Aranda Editora Técnica Cultural Ltda.

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Hellen Corina de Oliveira e Souza Diretora de redação hellen.souza@arandaeditora.com.br

REDAÇÃO

Diretor: José Roberto Gonçalves

Diretora de redação: Hellen Corina de Oliveira e Souza

As especificidades técnicas da usinagem tornam o processo ao mesmo tempo intrincado e fascinante. Compreendê-las pode ser a chave para a resolução de muitos impasses na produção de peças metálicas.

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As Principais Exposições e Congressos de Energia no The smarter E South America

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Programa visa aumentar a competitividade de ferramentarias no Brasil

Com o objetivo de promover a competitividade do setor de usinagem no País e aumentar a visibilidade das ferramentarias brasileiras no mercado global, a Abinfer – Associação Brasileira da Indústria de Ferramentais – e a Produto Consultoria estão à frente de um programa que visa certificar empresas fabricantes de peças usinadas, da cadeia produtiva de moldes e estampos, assim como companhias que consomem estes e outros produtos fabricados por usinagem.

O programa chamado PBQP-F –Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade de Ferramentas esteve entre os temas abordados na 15a edição do Encontro Nacional de Ferramentarias (Enafer). André Silveira, integrante do time da Produto Consultoria, que concedeu entrevista à Máquinas e Metais, explicou que na fase inicial do programa serão realizadas reuniões com fornecedores de sistemas e componentes para moldes, nas quais, segundo ele, “será sugerida a participação de todos os departamentos das empresas e discutido o custeio de testes de seus produtos, além de muitos outros assuntos”.

Na segunda fase os responsáveis pelo programa, de acordo com o cronograma mencionado por André, pretendem reunir ferramentarias, para que elas, nas palavras dele, “recebam orientações sobre o trabalho proposto e a respeito da compra de elementos para moldes – pinos extratores, molas, sistemas de câmera quente etc. – aprovados

por meio do programa, e assim incentivar a competitividade da cadeia produtiva tanto em âmbito nacional quanto internacional. Em resumo, isso consiste em orientar as empresas quanto à escolha de produtos de sua cadeia produtiva”. Já a fase três do programa, terá como objetivo inserir os clientes das ferramentarias participantes. O entrevistado também comentou sobre outros planos para o programa: “temos a intenção de criar um site onde as empresas participantes do programa façam o seu cadastro e obtenham informações sobre avaliações referentes aos fornecedores de sistemas e componentes para moldes e ferramental, por exemplo, e para que elas os avaliem também. A ideia é construir um ranking de ferramentarias”.

Participação de instituições de pesquisa e ensino

O planejamento para a execu-

ção do programa PBQP-F também inclui a participação de instituições de pesquisa e ensino ligadas ao setor metalmecânico. Essa informação foi fornecida por André Silveira, que comentou que a rede Senai é uma das “que estão na nossa lista de instituições com as quais temos grande interesse em estabelecer parcerias em futuro próximo, conforme forem sendo executadas as fases previstas para o programa. Mas isso, por enquanto, fica para um futuro próximo”, concluiu.

www.produto-ltda.com

Peças metálicas resistentes e impressas em 3D

A UP 3D (Vinhedo, SP) está trazendo para o Brasil o sistema MetalFuse, uma linha de impressoras 3D para metais desenvolvida pela norte-americana Raise 3D. O equipamento utiliza filamentos de polímeros combinados com metais, produzindo peças por manufatura aditiva com resistência mecânica igual ou superior à de suas contrapartes fabricadas por processos consolidados como fundição e usinagem.

O sistema é composto pela impressora – que processa o filamento contendo metal em uma matriz polimérica –; um forno de “desvinculação” (debinding), onde o polímero é separado do metal por ação catalítica promovida por ataque ácido; e um forno de sinterização, no qual as Foto: Pixabay

peças permanecem durante até 24 horas, até que estejam prontas para uso ou acabamento posterior, por processos como a usinagem, polimento, revestimento ou jateamento.

Na imagem mostrada acima, no topo, à esquerda, podem ser observados os estágios de confecção de um componente: a peça “verde” (apenas impressa em 3D), a peça “marrom” (após o processo de desvinculação, que separa o metal do polímero), e a peça sinterizada após polimento ou revestimento.

O software instalado no sistema, chamado Idea Maker, adapta projetos desenvolvidos em sistemas CAD, levando em conta variáveis como a massa e a espessura da peça, para calcular a escala em que ela será construída, nos eixos X, Y e Z, tendo em vista o seu “encolhimento” após a desvinculação e sinterização, mantendo as dimensões precisas. Os filamentos, fornecidos pela alemã BASF, estão disponíveis em diferentes ligas metálicas, sendo o 316L composto por 90% de partículas de aço inoxidável e 10% de polímero, e o 174PH, também composto por polímero e aço inox, é tratável termicamente para que se alcance maior resistência mecânica e dureza.

Cris Ulbrich, diretora da UP 3D, explicou que o principal uso do sistema Metal Fuse é a confecção de pequenas séries de peças e lotes-piloto no setor metalmecânico, ou ainda, em departamentos de manutenção, onde é possível recompor componentes e mesmo moldes metálicos, reconstruindo-se a geometria com reforço em pontos específicos de fadiga. As empresas interessadas podem tanto obter serviços da UP 3D quanto optar pela aquisição ou leasing dos equipamentos. www.up3d.com.br

Fresas para fabricação de moldes têm novas versões

A linha de fresas SWN04 da Dormer Pramet, empresa de origem tcheca, com subsidiária brasileira em São Paulo (SP), passou a contar com novas versões com corpo de cor escura e que é constituído por cilindro de fixação com cone com alta inclinação. As ferramentas, indicadas para a fabricação de moldes, passaram por uma atualização que, de acordo com a companhia, possibilitou que elas apresentem

fixação de alta precisão e batimento radial reduzido, próximo a zero, diferentemente de outras versões de fresas.

Segundo informações fornecidas à imprensa, as novas fresas são compatíveis com suportes tradicionais. A atualização dessa série de ferramentas é parte de um trabalho realizado pela Dormer Pramet que abrange outras linhas de seu portfólio e produtos, tais como as ferramentas para torneamento externo métrico S-Type, para máquinas com cabeçote móvel. Essa última série é recomendada para a usinagem de peças pequenas, por exemplo.

www.dormerpramet.com/br/pt_BR

Um sistema de inteligência artificial que pode coletar dados provenientes de processos produtivos do chão de fábrica em tempo real foi desenvolvido pela MAP Intelligence (Manaus, AM), que contou com o apoio da Agência Brasileira do Desenvolvimento Industrial (ABDI) e da Bertha Capital. Trata-se do assistente virtual inteligente “Wisdom Maker”, que está sendo implementado em um parque fabril onde são produzidas rodas metálicas – envolvendo processos de usinagem, corte e conformação e fundição de metais –, em Vinhedo (SP), e já é utilizado em uma linha de produção de componentes plásticos na capital amazonense.

Neste último caso, Manuel Cardoso, diretor-executivo da MAP Intelligence, que concedeu entrevista à Máquinas e Metais, explicou que a base de dados

Assistente virtual desenvolvido no Brasil pode ser usado no setor metalmecânico

Fotos: UP3D

Foto: Dormer Pramet

da fabricante de componentes plásticos está ligada à base de conhecimento do assistente virtual inteligente, de forma que o sistema atue em tempo real em operações de gestão de processos, por exemplo. Sobre o uso de IA na fabricação de peças e componentes metálicos, abrangendo usinagem, fresamento, furação, soldagem, entre outros, Manuel deu alguns exemplos de como essa tecnologia pode ser implementada no setor metalmecânico. Nas palavras dele, “no processo que envolve a usinagem de metais pode haver a influência das condições ambientais do local de trabalho, tais como temperatura da peça, do ar, nível de umidade etc. Ou seja, são muitas informações a serem processadas e parâmetros a serem ajustados em pouco tempo, e é aí que entra a IA, que pode contribuir para que essa massa de dados seja utilizada de forma eficaz nesse curto período de tempo”. Sobre isso, o executivo sugeriu o uso de câmera termográfica e sensores para coleta de dados referentes às condições do local de trabalho, que também podem ser gerenciados com o auxílio do Wisdom Maker. Além disso, o entrevistado comentou que o assistente virtual inteligente pode ser usado para auxiliar o operador da máquina de usinagem na gestão de dados provenientes do processo que envolve a peça como, por exemplo, “aleatoriedade de formatos de corte conforme o tipo de produtos que estão sendo fabricados, e será útil no gerenciamento e programação do setup da máquina”, complementou.

Uso de IA e EPIs

O assistente virtual inteligente Wisdom Maker também pode ser usado na prevenção de acidentes em parques fabris. Manuel Cardoso comentou que o sistema de IA

pode operar junto com EPIs inteligentes. Ele comentou que trabalhos nesse sentido já vêm sendo realizados e deu como exemplo o uso de inteligência artificial conectada a um tipo de tiara cuja função é, de acordo com o executivo, “monitorar o nível de fadiga de um colaborador para que, se for constatado um alto nível, ele seja retirado do local de trabalho antes que aconteça um acidente”.

Ainda de acordo com Manuel, é fundamental que os colaboradores interajam com o sistema de IA, o que “fará com que o assistente virtual inteligente aprenda cada vez mais e que o banco de dados da companhia fique cada vez mais completo. Quando dizem que as melhorias foram conseguidas graças à IA, eu digo que foram conseguidas graças às pessoas, porque a IA é uma ferramenta desenvolvida justamente para que os colaboradores a usem visando maximizar a produção da fábrica”, concluiu.

https://mapintelligence.com.br

Inspeção

logia de Conformação (IWU), em Chemnitz (Alemanha), está desenvolvendo sistemas de inspeção baseados em inteligência artificial (IA) que eliminam a necessidade de remoção das peças da máquina para fins de teste. O método é aplicável a diferentes processos industriais, incluindo a usinagem de componentes por processos como furação, torneamento ou fresamento.

A previsão de qualidade se baseia na instalação de sensores e na sua conexão com sistemas de análise concebidos conforme as características de cada processo. Na furação, por exemplo, sensores podem fornecer parâmetros como rotação, taxa de avanço e vibração, as quais são relacionadas ao resultado esperado, permitindo obter uma avaliação de qualidade sem a necessidade de destruir a peça para medição. Em todos os cenários de aplicação, a IA pode ser utilizada diretamente no processo de fabricação (em linha) para monitorar todo o lote de peças, o que é muito mais seguro do que as inspeções feitas por amostragem.

Para treinar vários modelos de inteligência artificial (IA), em muitas aplicações diferentes, são associados conjuntos de dados

O Instituto Fraunhofer para Máquinas-Ferramenta e Tecno-

por IA vai garantir a qualidade durante o processo de usinagem

foto: Freepik

Foto: Fraunhofer IWU

relacionados à peça ideal e dados relacionados ao processo, usando-se técnicas de computação de borda (edge computing), e tipo de arquitetura de tecnologia da informação que se caracteriza pelo processamento dos dados o mais próximo possível da sua fonte, neste caso, as máquinas.

Os sistemas podem ainda ser úteis no controle de parâmetros de entrada do processo, com a finalidade de evitar desperdícios ou reduzir o consumo de energia na produção sem comprometer a qualidade das peças finais.

www.iwu.fraunhofer.de/en.html

Fluidos de corte ecológicos

A Quimatic Tapmatic (Barueri, SP) desenvolveu uma linha de fluidos de corte ecológicos e de baixa toxicidade, que têm destinação simplificada ao final de sua vida útil, além da capacidade de promover um ambiente de trabalho mais salubre para os profissionais da usinagem.

A linha é composta por diferentes versões, aliando a segurança de uso às características de desempenho necessárias para manter os melhores índices de produtividade em processos como furação e fresamento, entre outros. Marcos Pacheco, gerente de tecnologia da empresa, explicou que o uso de fluidos com essas características pode trazer benefícios financeiros diretos para a indústria, como a dispensa do pagamento de adicionais de insalubridade, devido ao ambiente mais seguro para a saúde dos operadores de máquina. O descarte ao final da sua vida útil também é simplificado, em razão

da ausência de contaminantes do meio ambiente.

A linha de fluidos de corte à base de água Aquatic, por exemplo, é totalmente isenta de óleos, solventes, metais pesados, enxofre e cloro, sendo recomendada para indústrias que seguem uma conduta rigorosa no que se refere à segurança do trabalho e do meio ambiente, contendo ainda aditivos para proteção contra corrosão. Também estão disponíveis fluidos que seguem esta mesma orientação de desenvolvimento, voltados para operações de corte de metais ferrosos, aço inoxidável, metais de alta dureza, alumínio e suas ligas, assim como os chamados metais amarelos. Os fluidos de corte ecológicos foram divulgados durante a última Expomafe.

www.quimatic.com.br

Melhor controle de vibração nas operações de mandrilamento

A MAQ, empresa sueca especializada em sistemas antivibra-

foto: Beeki-Pixabay

ção e ferramentas para o segmento de usinagem, desenvolveu um porta-ferramentas denominado STMD, sigla que vem das iniciais de self-tuning mass damper, algo como “amortecedor de massa auto-ajustável”. Ao proporcionar estabilidade à ferramenta de corte, o sistema permite a execução de operações de usinagem externa e interna de acabamento dificilmente alcançáveis, com grau de rugosidade na faixa de 0,3 mícrons, típica de operações de polimento ou lapidação.

As operações de usinagem usando ferramentas de alta relação comprimento/diâmetro (L/D) têm os problemas de vibração mais intensos, embora as ferramentas com balanço curto também apresentem o mesmo problema, mas um pouco menos intenso.

O problema é a mudança da frequência de vibração devido às mudanças nas condições de corte (desgaste da ferramenta, desgaste nas juntas, variação dos materiais da peça, mudanças no setup de usinagem etc). Até agora foi necessário ajustar a ferramenta para uma determinada condição, de forma a otimizar seu desempenho. Isso funciona bem se a frequência de vibração

não mudar. Quando se usa uma barra antivibratória tradicional e a vibração sai da janela operacional, a ferramenta pode agravar o problema de vibração, em vez de melhorar.

O porta-ferramentas da MAQ é construído com dois anéis poliméricos que ajustam a rigidez do conjunto conforme a frequência detectada (imagem acima), reduzindo o nível de vibração na usinagem. Isso permite o ajuste automático do amortecedor de massa. Como consequência da redução da vibração, é possível obter melhor acabamento superficial para as peças usinadas e dispensar operações secundárias de polimento, por exemplo. A redução do desgaste é outra consequência favorável do uso do STMD. A empresa não possui representação no Brasil, mas a lista de distribuidores está disponível no link mostrado a seguir.

https://maqab.com/distributors

Fabricante de barras laminadoras de rosca aposta no mercado de carros elétricos

Uma nova linha de barras laminadoras de rosca passou a integrar o portfólio de produtos da OSG, fabricante de ferramentas para trabalhos complementares à usinagem, com matriz global no Japão e filial brasileira em Bragança Paulista (SP). O lançamento dessa série de barras laminadoras (fotos a seguir), que foram divulgadas na Expomafe, faz parte de uma estratégia da companhia que está alinhada aos desenvolvimentos do setor de veículos elétricos, os quais vão demandar peças usinadas que apresentem ranhuras como, por exemplo, eixos de transmissão e

engrenagens, entre outros.

Sobre o mercado de peças usinadas para veículos eletrificados, e a respeito das barras recém-lançadas, Vinícius Stychnicki, supervisor geral de vendas da OSG, que concedeu entrevista à Máquinas e Metais, comentou que “apesar do fato de os carros elétricos não necessitarem de diversas peças que vemos hoje em dia nos automóveis a combustão, eles ainda vão precisar de, por exemplo, eixos com partes ranhuradas, para transmissão ou para o encaixe de componentes do sistema de freios, além de outros. E é nesse ponto que as barras laminadoras entram”.

Vinícius também disse que os equipamentos podem ser usados para a produção de ranhuras em peças ocas, um tipo de componente que, nas palavras dele, “atende aos requisitos de redução de peso dos veículos, o que é, sem dúvida, uma das exigências do setor de mobilidade elétrica. E do ramo de veículos a combustão, também”.

Estrias e reafiação de ranhuras

Além disso, as barras laminadoras podem ser usadas em operações que requeiram a preservação das dimensões de ranhuras já feitas em extremidades de peças que serão submetidas a trata-

fotos: OSG

fotos: MAQ

mentos térmicos. Isso também se aplica a trabalhos que envolvam o redimensionamento de estrias presentes em peças usinadas.

Segundo informações da empresa, as suas barras laminadoras se dividem em versões feitas de aço-ferramenta tratado termicamente e retificado, sendo a sua capacidade de trabalho de até 250 mil ciclos antes que seja necessária a reafiação ou substituição, o que vai depender, de acordo com o entrevistado, do tipo de aplicação à qual as ferramentas serão submetidas. Vinícius concluiu dizendo que os clientes podem contar com assistência técnica e treinamento para uso das novas barras no Brasil.

https://osg.com.br

THK lança equipamento para gravação a laser

A desenvolvedora de equipamentos para automação industrial THK Brasil, com matriz no Japão e filial em São Paulo (SP), lançou um equipamento para gravação a laser, que pode ser usado em trabalhos que envolvam a marcação de peças metálicas fabricadas por usinagem e fresamento, por exemplo.

Trata-se de um equipamento composto por dois atuadores com curso de três metros, do portfólio da THK, além de um robô modelo GP8 e de um controlador YRC1000, ambos pertencentes à gama de produtos da Yaskawa Motoman Robótica do Brasil. O conjunto foi divulgado na Expomafe. De acordo com Nilton Martins Gimenes, diretor-presidente da THK Brasil, que concedeu entrevista à Máquinas e Metais, o objetivo da empresa é fornecer aos seus clientes soluções flexíveis que, nas palavras dele, “atendam à demanda de compa-

nhias do setor metalmecânico que trabalham não somente com gravação em metais, mas usinagem, soldagem automatizada, trabalhos complementares a processos de corte, conformação e estampagem de chapas, entre outros”.

Ainda segundo o executivo, é importante agregar valor aos equipamentos industriais. Sobre este assunto, e também a respeito da necessidade de capacitar profissionais para o setor metalmecânico, ele comentou que a THK está investindo em treinamento para o seu time. Ele complementou dizendo que isso abrange “capacitação para operadores e profissionais de manutenção de guias lineares e de sistemas automatizados para o chão de fábrica”.

www.thk.com

foto: THK-Yaskawa

Ferramentarias que prestam serviços para terceiros

As empresas listadas neste guia prestam serviços para terceiros, incluindo a confecção de matrizes e estampos para corte, dobra e repuxo de chapas, moldes e matrizes para transformação de plásticos e moldes para injeção de metais. Estão indicados ainda os serviços de confecção de ferramentas especiais e de dispositivos. Além da separação por serviço prestado, as empresas informam ainda a quantidade de máquinas que possuem em seu chão de fábrica.

Matrizes e estampos para corte, dobra e repuxo de chapas

Matrizes e estampos para estampagem progressiva de chapas

Matrizes para extrusão de plásti cos Moldes para injeção de metais Moldes para injeção plásti cos Moldes para sopro Moldes para termoformagem Moldes para vacuum forming

Ferramentas especiais para fresamento

Ferramentas especiais para torneamento

�erramentas especiais para mandrilamento

Ferramentas especiais para furação

Ferramentas especiais para rosqueamento

Ferramentas especiais para reti fi cação

Ferramentas especiais para trefi lação

Ferramentas especiais para forjamento

Dispositi vos para fresamento Dispositi vos para torneamento Dispositi vos para mandrilamento Dispositi vos para furação

Dispositi vos para rosqueamento Dispositi vos para reti fi cação Dispositi vos para EDM Dispositi vos para Inspeção/controle montagem Dispositi vos para soldagem

Faz o projeto Faz a manutenção de matrizes Faz a manutenção de moldes

Fresadora ferramenteira convencional

CNC

Fresadora ferramenteira

Fresadora universal convencional

Fresadora universal CNC

Mandriladorac convencional

Mandriladora CNC

(41) 99205-5282 decatec@decatec.ind.br

Fabinject (12) 98820-1115 marcello@grupofabinject.com.br

FEIC (11) 4840-4000 adm@feicferramentaria.com.br

Fênix (37) 99843-9799 hyrguer@modelacaofenix.com.br

e estampos para corte, dobra e repuxo de chapas

e estampos para estampagem progressiva de chapas Matrizes para extrusão de plásticos Moldes para injeção de metais Moldes para injeção plásticos Moldes para sopro

Moldes para termoformagem

Moldes para vacuum forming

Ferramentas especiais para fresamento

Ferramentas especiais para torneamento

�erramentas especiais para mandrilamento

Ferramentas especiais para furação

Ferramentas especiais para rosqueamento

Ferramentas especiais para retificação

Ferramentas especiais para trefilação

Ferramentas especiais para forjamento Dispositivos para fresamento

Dispositivos para torneamento

Dispositivos para mandrilamento Dispositivos para furação

Dispositivos para rosqueamento Dispositivos para retificação Dispositivos para EDM

Dispositivos para Inspeção/controle montagem Dispositivos para soldagem

Fresadora ferramenteira convencional

Fresadora ferramenteira CNC

Fresadora universal convencional

Fresadora universal CNC

Mandriladora convencional

Mandriladora CNC

Eletroerosão por penetração convencional Eletroerosão por penetração CNC

Furadeira de coordenadas convencional

Furadeira de coordenadas CNC

Retificadora de perfil óptico convencional

óptico CNC

Retificadora de perfil

cilíndrica universal convencional

Retificadora

cilíndrica universal CNC

Retificadora

Retificadora de superfície convencional

Retificadora de superfície CNC

Afiadora Convencional

Afiadora CNC

Torno horizontal convencional

Torno horizontal CNC

Eletroerosão a fio CNC

Centro de usinagem CNC

Router CNC

Prensas de ajustagem Máquina de controle 3D

Sistema CAD Desempeno granito Desempeno ferro

Empresa

WBV Plásticos (19) 99130-1730 wbv@wbvplasticos.com.br

WGO (11) 97203-5417 atendimento@wgo.ind.br

Matrizes e estampos para corte, dobra e repuxo de chapas Matrizes e estampos para estampagem progressiva de chapas Matrizes para extrusão de plásticos Moldes para injeção de metais Moldes para injeção plásticos Moldes para sopro Moldes para termoformagem Moldes para vacuum forming

Ferramentas especiais para fresamento

Ferramentas especiais para torneamento

Sua empresa produz Faz o projeto Faz a manutenção de matrizes Faz a manutenção de moldes

�erramentas especiais para mandrilamento

Ferramentas especiais para furação

Ferramentas especiais para rosqueamento

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Ferramentas especiais para trefilação

Ferramentas especiais para forjamento

Dispositivos para fresamento

Dispositivos para torneamento

Dispositivos para mandrilamento Dispositivos para furação

Dispositivos para rosqueamento

Dispositivos para retificação Dispositivos para EDM

Dispositivos para Inspeção/controle montagem Dispositivos para soldagem

Fresadora ferramenteira convencional Fresadora ferramenteira CNC

Fresadora universal convencional

Fresadora universal CNC

Mandriladora convencional

Máquinas disponíveis Outros

Mandriladora CNC

Eletroerosão por penetração convencional Eletroerosão por penetração CNC

Furadeira de coordenadas convencional

Furadeira de coordenadas CNC

Retificadora de perfil óptico convencional

Retificadora de perfil óptico CNC

Retificadora cilíndrica universal convencional

Retificadora cilíndrica universal CNC

Retificadora de superfície convencional

Retificadora de superfície CNC

Convencional

Afiadora

Afiadora CNC

Torno horizontal convencional

Torno horizontal CNC

Eletroerosão a fio CNC

Centro de usinagem CNC

Router CNC

Prensas de ajustagem Máquina de controle 3D

Sistema CAD

Desempeno granito Desempeno ferro

Obs.: Os dados constantes deste guia foram fornecidos pelas próprias empresas que dele participam, de um total de 2037 empresas pesquisadas. Fonte: Revista Máquinas e Metais, junho de 2023.

Efeito do recobrimento da ferramenta de usinagem no acabamento superficial do titânio grau 4

I. M. Baberge, R. S. Signorelli, W. E. do Nascimento, W. J. Yamakami, C. L. F. de Assis e J. Gallego

O titânio e suas ligas são considerados materiais de difícil usinabilidade, e por isso representam um desafio para a produção de componentes biomédicos por usinagem. Baixa condutividade térmica, reatividade química a altas temperaturas e instabilidade termoplástica durante o corte tornam o titânio um material difícil de trabalhar. Nesse sentido, a vida da ferramenta de corte é reduzida drasticamente durante o processo. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de ferramentas de corte no torneamento interno de implantes odontológicos feitos de titânio grau 4. Foram testadas ferramentas de metal duro K40 com e sem cobertura para comparação e avaliação da eficiência da cobertura de nitreto de titânio (TiN) durante a usinagem.

Otitânio é um dos materiais mais usados no setor aeronáutico, automotivo, biológico, aeroespacial, biomédico, de equipamentos esportivos e petrolífero devido às suas boas propriedades mecânicas e físicas, e também devido à sua alta resistência à corrosão em altas temperaturas, relação resistência-peso e biocompatibilidade. Entretanto, ele e suas ligas são considerados materiais de difícil usinabilidade devido à sua baixa condutividade térmica, reatividade química a altas temperaturas e instabilidade termoplástica. Assim, pesquisas para o aprimoramento do desempenho de ferramentas de corte para usinagem do titânio e suas ligas são necessárias, visando obter qualidade do processo de usinagem e da peça final, e aumento da produtividade (1-4)

Uma das formas de melhorar o desempenho de ferramentas de corte é a aplicação de coberturas com diferentes composições químicas. No caso das ferramentas de metal

duro, pesquisas sobre o uso de cobertura à base de óxidos, nitretos e carbonetos, tais como AlTiN, Al2O3, HfN, TiC, TiCN, TiN/TiC, TiN/TiC/ TiN e Al2O3/TiC, evidenciaram resultados pouco promissores e, em alguns casos, o metal duro sem revestimento apresentou melhor performance em relação à ferramenta revestida. Revestimentos à

Ivan M. Baberge (ivanbaberge@unesp.br), Ricardo S. Signorelli, Wellington E. do Nascimento, Wyser J. Yamakami e Juno Gallego são do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual Paulista (UNESP). Cleiton

L. F. de Assis é do Instituto Federal de São Paulo (IFSP). Este artigo foi apresentado no 24o Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais (CBECiMat), realizado de 6 a 10 de novembro de 2022 em Águas de Lindóia, SP. Reprodução autorizada.

base de TiN, TiAlN, cBN+TiAlN, e TiN/TiCN/TiN apresentaram melhor desempenho na usinagem da liga de titânio TiAl6V4.Os tipos de desgaste mais comuns no processo de usinagem do titânio são o desgaste de flanco e de cratera (3-6)

Os revestimentos estudados minimizam o desgaste da ferramenta de corte, aumentando a vida útil delas, o que, consequentemente, leva ao ganho produtivo, com a redução da troca de ferramenta e da necessidade de preparação da máquina-ferramenta.

Os revestimentos possuem características específicas. O TiN é

Figura 1 – Imagens das superfícies de saída e de folga das ferramentas de corte

geralmente aplicado para minimizar o atrito na interface cavaco-ferramenta; o TiC e o TiCN tendem a reduzir o desgaste de cratera e possuem maior dureza; o AL203 também reduz o desgaste de cratera e é refratário; o TiAlN possui alta dureza e resistência à oxidação (7) Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de ferramentas de corte de metal duro com cobertura de nitreto de titânio (TiN) no acabamento de implantes odontológicos feitos de titânio grau 4, submetidos ao torneamento interno com diferentes velocidades de corte. Análises de microscopia óptica e de rugosidade foram adotadas na avaliação do desgaste das ferramentas de corte e da integridade superficial das peças.

Materiais e métodos

Foi feito o torneamento interno das peças na empresa Implalife Biotecnologia Ltda., usando um torno CNC de 5 eixos da marca STAR, modelo 20RII, com rotação máxima de 7.500 rpm. As ferramentas de corte usadas nos ensaios de usinagem são de metal duro K40 com e sem cobertura, produzidas em laboratório, usando uma afiadora CNC da marca SCHUTTE, modelo 305 linear. O rebolo de afiamento das ferramentas de corte é do tipo diamantado, com tamanhos de grão de 64 µm para desbaste e 46 µm para o acabamento. Foi usado fluido de corte em abundância, um óleo mineral ECOCUT 910, indicado para a usinagem de titânio e suas ligas. As ferramentas de corte foram avaliadas após a usinagem de

3.000 peças, por ferramenta. Elas apresentam ângulo de saída de 3,5°, ângulo de folga de 12° e ângulo de posição de 20°. Nos testes foram usadas ferramentas de corte para torneamento interno sem cobertura e revestidas com nitreto de titânio (TiN). Os parâmetros de usinagem adotados foram os mesmos para todas as ferramentas de corte (tabela 1). O material usado na fabricação de implantes odontológicos é o titânio puro grau 4, conforme a norma ASTM F67. Foi recebido na forma de barra redonda, com acabamento retificado e tratado termicamente por recozimento. As propriedades mecânicas são alongamento de 36%, limite de escoamento de 574 MPa e resistência à tração de 800 MPa. O tamanho médio de grão é de 10 µm, medido conforme a norma ASTM E112. A composição química do material é mostrada na tabela 2. A avaliação do acabamento das peças foi feita com auxílio de imagens geradas por microscopia óptica, usando um microscópio da marca Leica, modelo DM750M, com ampliação máxima de até 1.000 vezes. A rugosidade foi mensurada por rugosímetro da marca Mitutoyo, modelo SJ-210. Foram considerados os parâmetros de rugosidade Ra e Rz. Três medidas de rugosidade foram feitas em cada peça para cálculo das médias e desvios padrão, considerando um intervalo de confiança de 95%. Três peças foram usinadas

para cada condição de usinagem e de ferramenta de corte, totalizando doze peças.

Resultados e discussão

A figura 1 mostra imagens das superfícies de saída e de folga das ferramentas de corte usadas no torneamento interno do titânio grau 4 para a produção de implantes dentários. Na usinagem com velocidade de corte de 11 m/min houve um arredondamento da ponta da ferramenta de corte com cobertura, a qual também apresentou maior desgaste de flanco quando comparada à ferramenta sem cobertura. Na usinagem com velocidade de corte de 16 m/min, ambas as ferramentas apresentaram desgaste de flanco. Porém, ocorreu o lascamento da ponta da ferramenta sem cobertura. Nesse sentido, as análises indicaram que o aumento da velocidade de corte e aplicação de cobertura de nitreto de titânio aceleraram o processo de desgaste da ferramenta de corte, prejudicando a usinagem e antecipando a troca da ferramenta, visando evitar desvios geométricos nas peças além do esperado. Visando aprofundar a compreensão do efeito do desgaste das ferramentas de corte na integridade superficial dos implantes dentários, na figura 2 é mostrado o gráfico da rugosidade da superfície das peças usinadas. O gráfico referente ao parâmetro Ra indica que para a ferramenta com cobertura e velocidade de corte de 16 m/min a rugosidade média foi 22% menor, resultado do arredondamento da sua ponta, a qual tende a alisar a superfície usinada. Entretanto, quando o parâmetro Rz foi analisado, a ferramenta sem cobertura, usinando com velocidade de corte de 16 m/min, tendeu a formar uma superfície com maior altura

os

e

O

Tabela 1 – Parâmetros de usinagem adotados nos experimentos de torneamento interno

Tabela 2 – Composição química do material dos corpos de prova

ser associado ao lascamento da ponta da ferramenta de corte (figura 1), cujo resultado foi a formação de uma nova ponta de corte, alterando o mecanismo de formação da superfície usinada.

Conclusão

O tipo de desgaste predominante observado nas ferramentas de corte, com e sem cobertura de TiN, é o desgaste de flanco na superfície de folga. A ferramenta sem cobertura, usinando com velocidade de corte de 11 m/min, apresentou menor desgaste entre as condições de usinagem usadas. As ferramentas

com cobertura TiN sofreram maior desgaste de flanco devido, provavelmente, às reações químicas durante a abrasão entre o material da peça e a ferramenta com cobertura. O aumento da velocidade de corte para 16 m/min acelerou o desgaste da ferramenta com cobertura, prejudicando a usinagem. Para a velocidade de 11 m/min, não se observa diferença nos parâmetros de rugosidade (Ra e Rz) para as ferramentas com e sem cobertura de TiN. Para a velocidade de 16 m/min, a ferramenta com cobertura gerou rugosidades Ra e Rz menores que aquelas da ferramenta sem cober-

Referências

1] Çelik, Y. H.; Kilickap, E.; Güney, M.: Investigation of cutting parameters affecting on tool wear and surface roughness in dry turning of Ti-6Al4V using CVD and PVD coated tools. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 39, n. 6, p. 2085-2093, 2017.

2] Li, R.; Shih, A. J.: Finite element modeling of 3D turning of titanium. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, v. 29, n. 3, p. 253-261, 2006.

3] Li, G. et al. Low adhesion effect of

TaO functional composite coating on the titanium cutting performance of coated cemented carbide insert. Materials & Design, v. 110, p. 105-111, 2016.

4] Chowdhury, M. S. I. et al. Investigation of the wear behavior of pvd coated carbide tools during Ti6Al4V machining with intensive built up edge formation. Coatings, v. 11, n. 3, p. 266, 2021.

5] Rahman R., R. A. et al. Tool wear mechanisms involved in crater formation on uncoated carbide tool

tura. Isso se deve, provavelmente, ao arredondamento da ponta da ferramenta com cobertura, o qual tende a alisar a superfície usinada. Outro fator que levou a maiores rugosidades Ra e Rz, observadas para a ferramenta sem cobertura, foi o lascamento ocorrido nela, em velocidade de 16 m/min.

Agradecimentos

Os autores agradecem à Implalife Biotecnologia pela infraestrutura, materiais e ferramentas de corte utilizadas nos experimentos de usinagem.

when machining Ti6Al4V alloy. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, v. 83, n. 9, p. 1457-1465, 2016.

6] Chowdhury, M. S. I. et al. Investigation of the wear performance of TiB2 coated cutting tools during the machining of Ti6Al4V alloy. Materials, v. 14, n. 11, p. 2799, 2021.

7] Vereschaka, A. et al. Effect of adhesion and tribological properties of modified composite nano-structured multilayer nitride coatings on WC-Co tools life. Tribology International, v. 128, p. 313-327, 2018.

Figura 2 – Gráfico do efeito das condições de usinagem no acabamento das peças

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Efeito da texturização de ferramentas de PCD no torneamento do alumínio 2011-T4

Á. R. Machado, E. S. Costa, F. C. R. de Souza, L. C. Aires e W. de Rossi

O aprimoramento da usinagem é um grande propósito entre pesquisadores. Neste sentido, a texturização da ferramenta de corte é um destaque. É notório que algumas combinações de materiais são mais favoráveis à durabilidade de texturas durante o corte, como é o caso da usinagem do alumínio usando ferramentas de diamante policristalino (PCD). Esta combinação é altamente viável, pois não há desgaste significativo da ferramenta, ao contrário da maioria dos casos. A fim de verificar os efeitos da texturização, foram realizados testes de torneamento do alumínio 2011-T4, com ferramentas de PCD com diferentes tipos de texturas, e considerando a temperatura de usinagem aferida por uma termocâmera infravermelha.

Inicialmente, a texturização foi pouco estudada por consistir em um processo complicado, com técnicas de difícil repetibilidade. Entretanto, na última década, a popularização de técnicas de texturização como, por exemplo, pelo uso de laser , tornou a pesquisa nesta área mais atraente. A literatura indica que o laser de pulso ultracurto é uma grande tendência para a realização de texturização em ferramentas, devido à sua alta repetibilidade, sem danificar a superfície texturizada(8)

Nos últimos anos, pesquisadores buscaram compilar os estudos dos efeitos da texturização(2, 4, 6, 10). No que tange a esses trabalhos, há uma clara convergência das conclusões, mas há também parâmetros cujos resultados divergem drasticamente. Por exemplo, é mencionado que grooves lineares são mais eficientes tribologicamente para a direção paralela à aresta de corte(3), ao passo

que são apresentados resultados que indicam que tal direção aumenta o atrito no corte, piorando a usinagem(7). Uma das possíveis causas de resultados tão diversos consiste na grande diferença entre as propriedades dos materiais estudados em cada trabalho. No primeiro os autores estudaram aço carbono, enquanto no segundo o material estudado foi o Ti6Al4V, cujas respectivas propriedades mecânicas muito se diferem (destacando a dureza, resistência e densidade). Outros trabalhos compilaram conclusões sem considerar os materiais usinados, prevalecendo apenas os resultados concordantes obtidos em maior número (10) . Logo, os efeitos da usinagem para materiais menos estudados acabam sendo mascarados, como é o caso do alumínio, um material amplamente utilizado nas indústrias, mas que corresponde a apenas 16% dos materiais estudados nos últimos

cinco anos no que tange ao efeito da texturização de ferramentas(6).

É importante estudar alguns parâmetros da texturização (direção, profundidade, largura, distanciamento e geometria), porém, eles dependem da combinação de material e ferramenta usinados, e em se tratando de alumínio e PCD (diamante policristalino), não há estudos conclusivos. Devido à alta ductilidade do alumínio, seu cavaco se deforma facilmente, preenchendo toda a textura, e não ocorre a redução da área de contato entre o cavaco e a ferramenta(9). Assim, é inviável a opção de se trabalhar com texturas rasas na usinagem do alumínio. É preciso encontrar o melhor tipo de textura e expor a sua eficiência em relação a uma ferramenta sem textura.

Felipe Chagas Rodrigues de Souza (felipechagas@ufu.br), Eder Silva Costa (edercosta@ufu.br) e Leonardo Carvalho Aires (leonardo.aires@ufu.br) são da Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Álisson Rocha Machado (alisson.rocha@pucpr.br) é da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUC-PR) e da Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Wagner de Rossi (wderossi@gmail.com) é do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Este artigo foi apresentado no 24º Colóquio de Usinagem, realizado de 25 a 27 de maio de 2022 na Escola Politécnica PUCPR-PPGEM, Curitiba (PR). Reprodução autorizada.

Neste trabalho, ferramentas de PCD texturizadas foram usadas no torneamento do alumínio 2011T4, com foco na temperatura de usinagem. Ferramentas sem textura também foram testadas para comparação. Foram variados os parâmetros de dimensões e geometrias das texturas, mas, ao invés de análises focadas apenas nos efeitos causados por elas, foi verificado se tais parâmetros estão também atre-

lados às propriedades dos materiais aqui estudados. A escolha pela usinagem de alumínio usando ferramentas de PCD baseou-se em conclusões encontradas na literatura(1) Para este estudo, foi usinado um material duro (Inconel 718), e nesses casos, o desgaste da ferramenta faz a profundidade da textura se reduzir, até que a textura se acabe por completo. Isso inviabiliza o uso de ferramentas texturizadas em operações que requerem maior percurso da ferramenta. A redução do desgaste, em porcentagem, pode ser alta, mas não há muita aplicação se isso ocorre apenas em um percurso pequeno. Assim, ao utilizar um material muito duro como PCD na ferramenta, para tornear um metal de alta usinabilidade como o alumínio, o desgaste torna-se irrelevante e a textura permanece atuante na ferramenta por longos percursos de corte.

Metodologia

Foi escolhido o processo de torneamento de barras extrudadas de

alumínio 2011-T4, com dureza média de 99 HV 0,05, cuja composição química tem mais de 5% de cobre, aproximadamente 1% de chumbo e bismuto (juntos), e menos de 1% de ferro. Essas barras foram tratadas termicamente e envelhecidas naturalmente. Foram usadas ferramentas de diamante policristalino (PCD), com insertos identifi cados como K83037, fabricados pela Mapal do Brasil, os quais foram produzidos unicamente para este projeto (com dimensões compatíveis com o código ISO: CPMB 120404). A tabela mostra os parâmetros das condições estudadas. Para evitar interferência da ordem dos resultados, os ensaios foram feitos de forma aleatória. Logo, para verificar o comportamento da variável de resposta (temperatura), foram realizados testes em oito condições distintas, com duas réplicas cada, totalizando 24 ensaios. É importante ressaltar que, além da combinação de ensaios exemplificada na tabela, foram realizados testes

com ferramentas sem textura nas mesmas condições de usinagem. Também é importante salientar que a direção das texturas está referenciada em relação à aresta de corte da ferramenta. A profundidade e a largura das texturas são iguais em valores. A profundidade de corte (ap) foi restringida pelas dimensões da placa de PCD da ferramenta de corte. A aresta de corte permitia uma profundidade máxima de 3,6 mm e, para evitar o escoamento do cavaco para fora da área texturizada, definiu-se uma profundidade de corte fixa em 2 mm. Para manter a correlação de proporcionalidade (índice de esbeltez = ap/f) de 10, o avanço (f) ficou fixado em 0,2 mm. O lubrificante sólido escolhido para este trabalho foi pó de bissulfeto de molibdênio (MoS2). As partículas dele têm diâmetro de até 5 mícrons e espessura de aproximadamente 1 nm, e podem facilmente preencher as texturas com as dimensões escolhidas. A aplicação do MoS2 foi realizada primeiramente nas texturas, usando pincel, e na sequência, foi aplicada uma mistura

Matriz de planejamento para os ensaios com fatorial fracionado 24-1

Figura 1 – Termocâmera filmando de cima uma das barras de alumínio que está sendo usinada no torno da Romi

de selante com mais lubrificante. A proporção dessa mistura deve ser a máxima diluição do pó que o selante permitir para a sua saturação, otimizando o efeito desejado. O selante aplicado foi silicone OrbiVed337, com resistência a até 320 ºC. Para a texturização das ferramentas por usinagem a laser foi usado o laser de femtossegundos Ti:safira, modelo

Element PRO 400, da Femtolasers

Produktions GmbH, bem como um amplificador Femtopower Double 10 kHz, também da Femtolasers

Produktions GmbH (IPEN).

Análise de cavacos

Também foram realizados ensaios de dureza nos cavacos e na peça, usando o microdurômetro HMV-2 Shimadzu, com carga de 490 mN (HV 0,05) aplicada por 15 segundos. O indentador consiste em uma pirâmide de base quadrada e ângulo entre faces de 136º. As imagens dos cavacos foram obtidas por microscópio eletrônico de varredura

EVO MA10, da Zeiss, que também produziu as imagens das arestas de corte texturizadas.

Análise de temperatura

Ao se trabalhar com PCD, é importante estar atento para a temperatura de trabalho, pois esse material pode sofrer grafitização e comprometer sua estrutura, tornando-se frágil. Assim, é necessário prever

se a temperatura no torneamento feito com ferramenta com arestas texturizadas vai se estabilizar em uma faixa ideal para o PCD. Apesar de a grafitização se iniciar por volta de 780-800 ºC, estudos mostraram que por volta de 480 ºC a matéria do PCD pode reagir ao calor recebido (Jaworska et al. 2014). Os ensaios de torneamento foram feitos em um torno CNC Multiplic 35D (LEPU-UFU) e a aferição da temperatura de corte foi feita com uma termocâmera Flir A325, com taxa de aquisição de 30 Hz e resolução de 320 x 240 pixels. A câmera foi posicionada de forma a não ter contato com o torno, para evitar interferência de vibrações, em uma posição fixa, 755 mm acima da ferramenta. Para melhor resolução, a porta de proteção do torno permaneceu aberta durante os ensaios, e a lente da câmera foi protegida por um vidro de germânio. A montagem pode ser vista na figura 1. O tempo de obtenção de dados foi definido

após um pré-teste, que mostrou que a temperatura de corte já havia se estabilizado após cinco segundos de usinagem. Ressaltase que a temperatura aqui obtida corresponde a uma aproximação da superfície da ferramenta, e não à temperatura da interface cavacoferramenta.

Também é importante pintar a superfície da ferramenta após as texturas já terem sido preparadas, visando proporcionar à ferramenta a emissividade adequada para a aquisição de dados da câmera, que no caso corresponde a 0,95 (Flir, 2015). Pelo ângulo de posicionamento da câmera, os cavacos vão cobrir a região da placa de PCD na ferramenta, não sendo então necessário realizar a sua pintura. A tinta aplicada por spray pode cobrir a região das texturas sem problemas, pois, apesar de a tinta ter resistência a até 600 ºC, o atrito do cavaco vai remover a tinta logo no primeiro contato e não vai interferir em nenhum parâmetro estudado, desde que a tinta permaneça no restante do corpo da ferramenta. A análise da temperatura consistiu na realização de uma média da maior temperatura de cada frame, sempre no mesmo enquadramento para todos os testes, isso após a seleção da região dos últimos cinco segundos de usinagem com a temperatura estabilizada.

Figura 2 – Tipos de texturas produzidas nas placas de PCD das ferramentas de corte. A aresta principal de corte corresponde à aresta ao lado direito de cada placa de PCD na figura. A seta aponta para uma das arestas de corte, e também indica a direção do fluxo dos cavacos. PA e PE identificam as texturas paralelas e perpendiculares à aresta de corte, respectivamente, e 45 e 120 identificam as dimensões da textura, conforme a tabela

Figura 3 – Exemplares típicos dos cavacos gerados: A e B são os tamanhos típicos de cavacos de ferramenta sem textura e com textura, respectivamente. Já nas outras imagens, tem-se a superfície dos cavacos gerados por ferramentas de texturas paralelas à aresta de corte (C), de texturas perpendiculares à aresta de corte (D) e sem texturas (E)

Resultados e discussões

Os quatro tipos de textura foram produzidos com sucesso na superfície de saída da ferramenta de PCD (figura 2). A aresta de corte usada como referência para o torneamento é a aresta mostrada no lado direito dos quadros da imagem. Um dos resultados mais notórios na utilização das ferramentas texturizadas foi a alteração do formato dos cavacos. As ferramentas sem textura produziram cavacos helicoidais tubulares curtos (figuras 3A e 3E). As ferramentas texturizadas produziram cavacos na forma de arcos soltos (figuras 3B, 3C e 3D), os quais favoreceram a dissipação de calor.

Os cavacos de alumínio são contínuos ou parcialmente contínuos, típicos de materiais dúcteis, sofrendo influência das condições de corte e da alta taxa de deformação causada pelas texturas. Tal fenômeno promove o encruamento e deixa o cavaco mais duro e quebradiço. Para investigar isso, ensaios de dureza foram realizados nos cavacos. Nos cavacos helicoidais tubulares, produzidos pelas ferramentas lisas, a microdureza média percebida foi de 102 HV 0,05, bem próxima à dureza da peça (99 HV 0,05). Já os

cavacos e arcos soltos produzidos pelas ferramentas texturizadas tiveram durezas significativamente maiores, sendo, em média, 119 HV para os cavacos das texturas tipo PA45, 122 HV 0,05 para o tipo PE45 e 131 HV 0,05 para o tipo PE120 (cavaco com maiores deformações), confirmando o significativo encruamento. Devido ao trincamento de todas as arestas de corte do tipo PA120, os cavacos não apresentaram nenhum padrão e não puderam ser analisados.

A figura 4 proporciona a comparação de um torneamento feito com ferramenta com textura tipo PE45, à esquerda, com o realizado com ferramenta lisa, à direita, ambos para vc = 400 m/min. O cavaco

helicoidal tubular permanece em contato por mais tempo com a interface do corte, transmitindo calor para a barra. No caso da ferramenta texturizada, os cavacos na forma de arcos soltos ejetam-se com maior frequência da interface de corte, ajudando a dissipar o calor gerado. Foi percebida uma maior intensidade do campo térmico na barra torneada com ferramentas sem textura. É importante ressaltar que na figura 4, com a finalidade de desprezar o calor presente nos cavacos espalhados sob a peça, enquadraram-se apenas as regiões de interesse para a realização da análise de temperatura. Também é importante ressaltar que não houve formação de rebarba nos ensaios aqui considerados (apenas nos casos com quebra de aresta de corte). Os gráficos da figura 5 mostram a média das máximas temperaturas da superfície da ferramenta em cada frame obtido com a termocâmera durante a usinagem. Não foram inseridas barras de erro nos gráficos, pois nas arestas em que formaram-se trincas o erro foi exagerado, ao passo que nas demais não ultrapassou 5%. A presença de textura favoreceu a redução de temperatura em todos os casos em que não houve quebra da textura próxima à aresta

Figura 4 – Comparação térmica entre a presença (esquerda) e ausência (direita) de textura na ferramenta de corte durante o torneamento com vc = 400 m/min. A ferramenta sem textura está, em média, com temperatura 16 ºC acima da temperatura da texturizada, mas a maior diferença entre estes testes está no calor passado para a barra quando a ferramenta não possui textura. Tal efeito está relacionado ao maior tempo do cisalhamento do cavaco nesta condição

Figura 5 – Média das máximas temperaturas da superfície da ferramenta de corte. Os valores de temperatura em vermelho correspondem às arestas em que houve quebra da textura (e maior barra de erro)

de corte (textura tipo PA120) em ambas as velocidades (e textura tipo PA45 para vc = 400 m/min). A maior redução foi para a textura tipo PE45 com lubrificante (vc = 400 m/min), que reduziu a temperatura em mais de 9% em comparação com a ferramenta sem textura. Tal valor corrobora o que é mostrado em outro trabalho(11), em que foi realizado torneamento com ferramentas texturizadas preenchidas com MoS2, e obtidos valores de redução de temperatura de 7 a 21%. Também há trabalhos em que foi feito o torneamento de alumínio e constatada a redução de temperatura de pouco mais de 3% para ferramentas texturizadas (5) , um valor menor, mas que condiz com o tipo de textura testada: dimples (neste caso, a redução de área de contato é menor do que em texturas do tipo grooves). A direção que favoreceu a usinagem foi a com texturas perpendiculares à aresta de corte (paralelas ao fluxo de cavacos), principalmente com a deposição de lubrificante MoS2. Os parâmetros mais influentes na temperatura de usinagem (com índice de confiança de 95%) foram direção, condição de lubrificação e a velocidade de corte (este último se mostrou o parâmetro mais influente entre os estudados). As dimensões das texturas não apresentaram influência significante para o planejamento fatorial estudado.

Conclusão

Na usinagem de materiais dúcteis, como o alumínio, as texturas paralelas à aresta de corte pioram os resultados, pois o ancoramento do material é muito forte e pode levar à formação de trincas na aresta de corte. A direção das texturas ideal para esse tipo de material é sem dúvida a perpendicular à aresta de corte (paralela ao fluxo de ca-

vacos). Os cavacos produzidos na usinagem do alumínio se deformam excessivamente na presença de texturas na ferramenta de corte, causando o seu endurecimento e, consequentemente, a sua fragilização. Quanto maiores forem as texturas, maior será o endurecimento. Os cavacos produzidos pelo uso de ferramentas sem texturas apresentaram formato helicoidal tubular curto, passando a ter formato de arcos soltos ao serem usadas ferramentas texturizadas. A maior redução de temperatura em comparação à ferramenta sem textura foi de 9% para a textura do tipo perpendicular com dimensão de 45 mícrons, com lubrificante MoS2.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Laboratório de Ensino e Pesquisa em Usinagem (LEPU-UFU), ao Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) e à Mapal pelo apoio concedido.

Responsabilidade pelas informações

Os autores são os únicos responsáveis pelas informações incluídas neste trabalho.

Referências

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7] Mishra, S. K., Ghosh, S. e Aravindan, S., 2019. “Performance of laser processed carbide tools for machining of Ti6Al4V alloys: a combined study on experimental and finite element analysis”, Precision Engineering, v. 56, p. 370-385.

8] Samad, R. E. et al., 2012. “Ultrashort laser pulses machining”, Laser PulsesTheory, Technology, and Applications, p. 143-174.

9] Sasi, R., Subbu, S. K. e Palani, I. A., 2017. “Performance of laser surface textured high speed steel cutting tool in machining of Al7075-T6 aerospace alloy”, Surface and Coatings Technology, v. 313, p. 337-346.

10] Sharma, V. e Pandey, P. M., 2016. “Recent advances in turning with textured cutting tools: a review”, Journal of Cleaner Production, v. 137, p. 701-715.

11] Sun, J. et al., 2016. “Effect of hybrid texture combining micro-pits and micro-grooves on cutting performance of WC/Co based tools”, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, v. 86, n. 9, p. 3383-3394.

Ferramentas para usinagem de compósitos

A usinagem de compósitos possui particularidades que exigem muita atenção em relação ao tipo de material e ao processo utilizado. Outro ponto importante é a escolha da ferramenta adequada, que deve ter menos atrito com a peça, uma vez que uma das maiores dificuldades deste tipo de usinagem é evitar a delaminação. Este guia traz diversos fornecedores de ferramentas para usinagem de compósitos e informações sobre suas características, incluindo brocas, alargadores, fresas de topo e de facear, entre outras.

Brocas

Alargadores Fresas de topo

Fabricante / País

Inteiriça de metal duro

metal duro Com ponta de metal duro Com ponta de metal duro intercambiável Com pastilhas de PCD brasadas Com pastilhas intercambiáveis de PCD Com revestimento Com refrigeração interna Boehlerit (11) 5546-0755 vendas@boehlerit.com.br

(19) 3115-9500 eduardo.menezes@ceratizit.com

(11) 94808-4849 vendaso@osg.com.br

(19) 3273-1034 vendas@sumitomohardmetal. com.br

(11) 97203-5417 atendimento@wgo.ind.br

Sundi (*) www.sundicuttingtools.com leckie@sundicuttingtools.com

(*) A empresa procura por representante para o Brasil.

Obs.: Os dados constantes deste guia foram fornecidos pelas próprias empresas que dele participam, de um total de 40 empresas pesquisadas. Fonte: Revista Máquinas e Metais, abril de 2023.

Impulsionando negócios fotovoltaicos na região Sul

Boosting South’s PV Business

Palestras de Especialistas, Debates entre Executivos, Exposição, Networking

Expert Presentations, Executive Panel Discussions, Networking, Exhibition

Energia Fotovoltaica + Soluções de Armazenamento para Aplicações Off-Grid e Agricultura

PV + Storage Solutions for Off-Grid Applications and Agriculture