TECNOLOGIA
AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DAS ESTRATÉGIAS DE USINAGEM SOBRE OS INDICADORES DE SUSTENTABILIDADE DO PROCESSO DE FRESAMENTO DA LIGA DE TITÂNIO ASTM F136 P O R D I M A S S O R R E N T I F I L H O - M U R I E L D E O L I V E I R A G AV I R A D A N I E L I WA O S U YA M A - R O D R I G O J O S É C O N T I E R I
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ntre as inúmeras operações de usinagem realizadas pela indústria de manufatura, destaca-se a operação padrão de desbaste, uma vez que é aplicada para a maioria das peças fabricadas pelo processo de fresamento. Logo, é exigida atenção especial a esta operação, pois se trata de uma etapa do processo que detém um percentual de tempo grande na fabricação de peças. Pesquisas recentes realizadas por pesquisadores norte-americanos do Massachusetts Institute of Technology (MIT) fizeram algumas descobertas interessantes mostrando que a energia consumida em operações de usinagem reflete uma proporção pequena no total de energia consumida, sendo a maior parte utilizada por funções auxiliares como lubrificação e ferramentas da máquina [Dahmus e Gutowski]. Pesquisadores da University of California, em Berkeley, desde a década de 90, vêm desenvolvendo um plano de processamento que valoriza aspectos ambientais [Paul Sheng, 1990]. . Sheng e Srinivasan desenvolveram recursos baseados em uma rota de processo multi objetivo onde foi relatada uma redução de 4,5% do consumo total de energia, sendo que 47,2% de fluido de corte foi poupado durante o processo. Seguindo o mesmo viés, pesquisadores do Reino Unido como Rajemi (2010) desenvolveram um modelo que calculam o consumo de energia em operações de torneamento a seco em função de parâmetros de avanço, velocidade
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de corte e vida da ferramenta. As equações envolvidas no modelo permitiram desenvolver procedimentos que minimizam o consumo de energia durante o torneamento respeitando as condições ideais de corte. Resultados reportados por Mativenga e Rajemi apontam redução de 64% nos custos de energia e custos das peças simultaneamente com a otimização dos parâmetros de processos nas operações de torneamento. Experimentos conduzidos por Newman e colaboradores realizados especificamente com operações de fresamento, demostram que com a remoção constante de material, seguida de altos avanços e baixa profundidade de corte, o consumo de energia total é menor que quando aplicado em condições com altas profundidades de corte e baixo avanço. A economia alcançada para tais condições é cerca de 6% da energia elétrica utilizada na fabricação de peças de alumínio. Outros estudos reportam economia do processo quanto ao modo de movimentação da ferramenta. Segundo Pleta (2018), no fresamento trocoidal, onde os movimentos são puramente circulares, a ferramenta realiza um caminho circular e incrementa o passo repetindo o movimento até que a geometria desejada seja atingida. O fresamento trocoidal tem demonstrado vários benefícios principalmente na usinagem de materiais a base de titânio e superligas de níquel.
REVISTAFERRAMENTAL.COM.BR // MAI / JUN 2020
Logo, a fim de contribuir na implementação de dados de sustentabilidade no processo de usinagem, este artigo correlaciona os indicadores econômico, social e ambiental sobre a produção de peças em ligas de titânio ASTM F136 através da comparação entre o fresamento de desbaste em camadas com insertos de metal duro e a aplicação de estratégia de fresamento trocoidal utilizando fresas inteiriças de metal duro. MATERIAIS E MÉTODOS
Para o presente estudo, foi utilizado como parte principal, um centro de usinagem CMX 50 U da marca DMG-Mori com cinco eixos. A máquina possui movimentos nos eixo XYZ e giro nos eixos B e C com curso de trabalho de 500x450x400 mm sendo que a mesa do equipamento suporte cargas de até 200 kg de peso, com velocidade linear em movimento rápido do equipamento de 30m/min, com espaço para colocação de 30 ferramentas no magazine. Ainda possui rotação máxima no spindle de 12.000 RPM com potência de 15 KW e 83 Nm de torque. O software utilizado para programação foi o ESPRITCAM. Quanto ao ferramental, foram utilizados ferramentas de corte de dois tipos. O inserto intercambiável de metal duro de geometria APKT 11 T3 04 (R390-11 T3 04E-PL S30T) com suporte de fixação de 16mm de diâmetro (RA390-016O16L-11L). Sendo que para esta ferramenta utilizou-se 50 m/min de