Processos Avançados de Usinagem: Características, Parâmetros e Aplicações, Notas de aula de Eletroquímica

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Mário Luiz Tronco

Renato Goulart Jasinevicius

SEM0324 FABRICAÇÃO DE PRECISÃO

Tecnologias de Microfabricaçao-

Microeletrônica

Kalpakjian, S.; Schimid,S.; Manufacturing

Engineering and Technology, Addison Wesley Publ.

New York, 1148p. 4a. ed. (2000) – Capítulo 26

Advanced Machining Processes and

Nanofabrication

Escalas de medidas de dureza

Existem situações, no entanto, em que os métodos mecânicos

não são satisfatórios, econômicos ou até possíveis, pelos

seguintes motivos:

• O material é muito quebradiço para ser usinado sem

danificar a peça. Normalmente ligas tratadas

termicamente, vidro, cerâmica e peças de metalurgia do

pó.

Os processos de usinagem envolvem remoção de material por

meios mecânicos de formação de cavacos, abrasão etc.

Existem situações, no entanto, em que os métodos mecânicos

não são satisfatórios, econômicos ou até possíveis, pelos

seguintes motivos:

• A peça possui uma forma complexa, incluindo

características como perfis ou furos internos e externos

com altas relações comprimento / diâmetro em materiais

muito duros.

Exemplos de peças fabricadas por processos avançados de usinagem, (a) Amostras de peças

produzidas por corte a jato de água, (b) Pá (palheta) de turbina, produzida por usinagem com

eletroerosão.

Existem situações, no entanto, em que os métodos mecânicos

não são satisfatórios, econômicos ou até possíveis, pelos

seguintes motivos:

• O aumento da temperatura durante o processamento e as

tensões residuais desenvolvidas na peça de trabalho não

são aceitáveis;

A partir da década de 1950, essas dificuldades levaram ao

desenvolvimento de processos químicos, elétricos ou com

laser como fontes de energia para remover material de peças

de trabalho metálicas ou não metálicas.

Denominados de usinagem não tradicional ou usinagem não

convencional, esses processos removem o material não

produzindo cavacos, como na usinagem e retificação

tradicionais, mas por meios como dissolução química, ataque

químico, fusão, evaporação e ação hidrodinâmica, às vezes

com a ajuda de partículas abrasivas finas.

Características gerais de Processos avançados de usinagem

Processo Características Parâmetros de processo e taxa de remoção de material ou velocidade de corte típicos

Usinagem Química

(CM)

Remoção superficial em grandes superfícies planas ou curvas; baixo custo de ferramentas e equipamentos; adequado para execuções de baixa produção

0,0025–0,1 mm / min

Usinagem

Eletroquímica

Formas complexas com cavidades; maior taxa de remoção de material entre outros processos não tradicionais; ferramentas e equipamentos caros; alto consumo de energia; quantidade de produção média a alta

2 ,5– 12 mm / min,

dependendo da

densidade,

Características gerais de Processos avançados de usinagem

Processo Características Parâmetros de processo e taxa de remoção de material ou velocidade de corte típicos

Retífica

Eletroquímica

(ECG)

Cortar e afiar materiais duros, como ferramentas de carbeto de tungstênio; também usado como um processo de aprimoramento; maior taxa de remoção do que a retificação

tipicamente 25 mm3/s

Usinagem por

Descarga elétrica

(EDM)

Moldar e cortar peças complexas feitas de materiais duros; podem ocorrer danos na superfície; também usado como um processo de retífica e corte; ferramentas e equipamentos caros

V: 50V a 380V

0 ,1A a 500A;

tipicamente

300 mm3/min

Características gerais de Processos avançados de usinagem

Processo Características Parâmetros^ de^ processo^ e taxa de remoção de material ou velocidade de corte típicos

Laser Microjet

(Laser com jato de

água)

O laser guiado por jato

de água usa um feixe

de 25 a 100 μm de

diâmetro para usinar

ou cortar;; grande

profundidade; pouco

dano térmico.

Varia de acordo com o

material; até 2mm/s em

aço inoxidável.

Usinagem por feixe

de elétrons

( Electron-beam

machining - EBM )

Corte e furação em materiais finos; furos e ranhuras muito pequenas; zona afetada pelo calor; requer vácuo; equipamento caro.

1 -2 mm3/min

Características gerais de Processos avançados de usinagem

Processo Características Parâmetros^ de^ processo^ e taxa de remoção de material ou velocidade de corte típicos

Usinagem a jato de

água ( Water-jet

machining WJM )

Cortar todos os tipos

de materiais não

metálicos; adequado

para

corte de contorno de

materiais flexíveis;

nenhum dano térmico;

barulhento

Varia

consideravelmente

com o material

Usinagem por jato

de água abrasivo

( Abrasive water-jet

machining - AWJM )

Corte de camada única ou multicamada de metais e materiais não metálicos

Até 7,5m / min

Usinagem Química

Produção de cavidades rasas em chapas, peças

forjadas e extrusões, geralmente para redução geral

de peso;

Processo usado em uma ampla variedade de metais,

com profundidades de remoção de até 12 mm;

Ataque seletivo pelo reagente químico em diferentes

áreas das superfícies da peça por mascaramento ou

por imersão parcial da peça no reagente.

(a) Seção de painel de revestimento de mísseis contornada por usinagem química para melhorar a relação

rigidez/peso da peça; b) Redução do peso dos veículos lançadores espaciais por usinagem química de placas de liga

de alumínio. Esses painéis são usinados quimicamente após as placas passarem por processo de conformação. O

padrão de nervuras pode ser facilmente modificado a um custo mínimo. Source : Advanced Materials and Processes,