Fasciculo_Industria Aeronautica

Transcrição

ESTUDO SOBRE
2010
TECNOLOGIAS NUCLEARES
DO SECTOR DE
ENGINEERING AND TOOLING
INDÚSTRIA AERONÁUTICA
Projecto: DiMarkets (SIAC)
Promotor: Cefamol
Autor: Centimfe – António Selada
ÍNDICE
FASCÍCULO I – INDÚSTRIA AERONÁUTICA ............................................................................................................ 4
MAQUINAÇÃO DE MATERIAIS POLIMÉRICOS, COMPÓSITOS E ELASTÓMEROS ......................................................... 5
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................. 5
2. MAQUINABILIDADE .......................................................................................................................................... 6
3. OS POLÍMEROS .............................................................................................................................................. 9
3.1 DEFINIÇÕES E PRINCIPAIS PROPRIEDADES ..................................................................................................... 9
3.2 PROPRIEDADES QUE INFLUENCIAM O PROCESSAMENTO................................................................................ 12
3.3 OS COMPÓSITOS DE MATRIZ POLIMÉRICA ..................................................................................................... 17
3.3.1 COMPORTAMENTO EM MAQUINAÇÃO DOS MATERIAIS COMPÓSITOS............................................................. 18
3.4 GENERALIDADES SOBRE TÉCNICAS DE MAQUINAÇÃO .................................................................................... 19
3.4.1 PROCESSO DE CORTE ............................................................................................................................. 20
3.5 OBSERVAÇÕES GERAIS POR TIPO DE MAQUINAÇÃO DE PLÁSTICOS................................................................. 21
3.5.1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................................................... 21
3.5.2 FIXAÇÃO DAS PEÇAS................................................................................................................................ 22
3.5.3 TORNEAMENTO ....................................................................................................................................... 22
3.5.4 FURAÇÃO................................................................................................................................................ 23
3.5.5 FRESAGEM ............................................................................................................................................. 24
3.6 DADOS POR FAMÍLIA DE POLÍMEROS ............................................................................................................ 25
3.6.1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................................................... 25
3.6.2 POLIESTIRENO E DERIVADOS (ABS,..) ...................................................................................................... 26
3.6.3 POLIETILENO E POLIPROPILENO................................................................................................................ 27
3.6.4 PVC ....................................................................................................................................................... 28
3.6.5 ACRÍLICO PMMA .................................................................................................................................... 29
3.6.6 ACETAL .................................................................................................................................................. 29
3.6.7 POLIAMIDAS (PA 6 E 6.6) ........................................................................................................................ 30
3.6.8 POLIFLURADOS (PTFE) ........................................................................................................................... 31
3.6.9 POLIURETANO ......................................................................................................................................... 31
3.6.10 COMPÓSITOS – ESTRATIFICADOS VIDRO/RESINA ..................................................................................... 32
MAQUINABILIDADE DE LIGAS DE TITÂNIO E DE SUPER LIGAS RESISTENTES AO CALOR – HRSA ........................... 33
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................... 33
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Fundo Europeu de Desenvolvimento
Regional
1.1 SUPER LIGAS RESISTENTES AO CALOR (HRSA) ........................................................................................... 33
1.2 LIGAS DE TITÂNIO ....................................................................................................................................... 34
2. MAQUINABILIDADE ........................................................................................................................................ 35
2.1 MAQUINABILIDADE DO TITÂNIO .................................................................................................................... 35
2.1.1 MATERIAIS PARA FERRAMENTAS .............................................................................................................. 38
2.1.2 FLUIDOS DE CORTE ................................................................................................................................. 38
2.1.3 TORNEAMENTO DO TITÂNIO ...................................................................................................................... 39
2.1.4 FRESAGEM DO TITÂNIO ............................................................................................................................ 39
2.1.5 FURAÇÃO DO TITÂNIO .............................................................................................................................. 39
2.1.6 ROSCAGEM DO TITÂNIO ........................................................................................................................... 40
2.1.7 MANDRILAGEM DO TITÂNIO....................................................................................................................... 40
2.1.8 CORTE COM JACTO DE ÁGUA .................................................................................................................... 41
2.1.9 PREVENÇÃO DE INCÊNDIOS ...................................................................................................................... 41
2.1.10 REGRAS PARA ASSEGURAR SUCESSO NO PROCESSAMENTO DAS LIGAS DE TITÂNIO ................................... 41
2.2 MAQUINAÇÃO DAS SUPER LIGAS RESISTENTES AO CALOR (HRSA) ................................................................ 45
2.2.1 FRESAGEM DE LIGAS HRSA .................................................................................................................... 47
2.2.2 FURAÇÃO DAS LIGAS HRSA..................................................................................................................... 47
2.2.3 TORNEAMENTO DAS LIGAS HRSA ............................................................................................................ 48
REFERÊNCIAS INTERNACIONAIS E BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 49
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Fascículo I – Indústria Aeronáutica
A capacidade instalada no sector de Engineering & Tooling permite maquinar alguns materiais e
geometrias tipicamente utilizadas nos componentes aeronáuticos. Neste sentido, este fascículoo
fará uma análise sobre o potencial de aplicação da capacidade instalada no sector Engineering &
Tooling na produção de componentes aeronáuticos.
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Maquinação de Materiais Poliméricos, Compósitos e Elastómeros
1. Introdução
Os materiais poliméricos utilizados em aplicações mecânicas têm comportamentos mecânicos e
térmicos muito diferentes dos verificados nos metais, sendo apenas possível maquiná-los com
técnicas e parâmetros adaptados. Nesse sentido, pretende-se fornecer indicações práticas sobre
as condições de processamento, atendendo aos diferentes indicadores e sob todas as formas,
dos materiais poliméricos, compósitos e elastómeros.
Um dos mais importantes avanços na ciência e engenharia dos materiais tem sido o
desenvolvimento de materiais com características pensadas para aplicações específicas. Estes
novos materiais desempenham um papel determinante na competitividade da indústria e
constituem uma resposta às exigências colocadas no sentido de um aumento da fiabilidade e do
desempenho. A ideia é utilizar o melhor material para desempenhar com maior eficiência uma
determinada função.
A crescente utilização de materiais plásticos em componentes estruturais produzidos em
pequenas séries (o sector aeronáutica possui muitos bons exemplos) obriga, por vezes, à
utilização da tecnologia de corte por arranque de apara, tecnologia dominante na indústria de
moldes, como processo de alteração da forma duma matéria-prima plástica obtida através dum
processo primário de fabrico (extrusão, por exemplo).
Determinadas características mecânicas dos materiais plásticos como o módulo de elasticidade, a
resistência ao corte, o comportamento sobre carga constante e a dureza são absolutamente
diferentes dos materiais metálicos (ferrosos ou não ferrosos) usualmente maquinados, assim
como algumas características físicas (dilatação térmica, condutibilidade térmica, higrometria e
cargas electrostáticas superficiais geradas no processo de corte, etc.). Neste contexto, procurouse identificar os parâmetros característicos do processo de corte (velocidade de corte, velocidade
de avanço, método de refrigeração, incrementos de avanço radiais e axiais, materiais e
geometrias das ferramentas etc.) no processamento dos diferentes materiais termoplásticos e
compósitos utilizados na indústria em geral e particularmente no sector aeronáutico.
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2. Maquinabilidade
A maquinabilidade de um material deve ser vista como uma propriedade com efeito decisivo sobre
a produtividade do processo de maquinação. É definida, normalmente, como a aptidão de um
material para ser processado com uma ferramenta de corte.
Algumas das características mais importantes do material com influência na sua maquinabilidade
são: a tensão de rotura ao corte, o grau de encruamento como resultado da deformação plástica,
a abrasividade, a composição química, a condutibilidade térmica, o coeficiente de atrito, a
homogeneidade e a isotropia.
É difícil traduzir a influência das propriedades dos diferentes materiais e da maior ou menor
adequação destes ao corte por arranque de apara através de indicadores de “maquinabilidade”. O
grande número de indicadores, reflecte bem que nenhum deles é totalmente satisfatório, o que é
consequência da complexidade do fenómeno em si e, também, de algumas ambiguidades na
condução dos ensaios ou na apreciação dos resultados. Os indicadores de maquinabilidade
usualmente considerados são os seguintes:
Vida da ferramenta;
Formação da apara;
Estado de superfície ou rugosidade superficial;
Volume da apara removido por unidade de tempo;
Potência específica de corte;
Tendência para a formação da aresta postiça de corte.
Os parâmetros de corte óptimos não dependem exclusivamente de determinadas características
mecânicas do material a maquinar, como a dureza ou ductilidade, mas também da composição
química, microestrutura, estado da máquina ferramenta, tipo de operação, ferramenta e fluido de
corte, entre outros.
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O conhecimento do material a maquinar é essencial para definir as condições de corte e garantir
um bom desempenho numa operação de maquinação.
As características mais importantes do material a maquinar que influenciam a maquinabilidade
são:
Tensão de rotura transversal;
Dureza;
Ductilidade;
Grau de encruamento;
Condutibilidade térmica;
Abrasividade;
Composição química;
Coeficiente de atrito;
Estrutura do material;
Homogeneidade e isotropia.
A tensão de rotura transversal ao corte influencia directamente as forças de corte e,
consequentemente, a potência necessária e a temperatura gerada junto da aresta de corte.
Valores baixos de dureza são, normalmente, favoráveis. No entanto, valores muito baixos
provocam uma deficiente formação da apara, com crescimento de apara aderente resultando
numa fraca qualidade das superfícies geradas e numa vida curta da ferramenta. Pequenos
aumentos de dureza têm, por vezes, uma influência positiva.
Valores baixos de ductilidade (grande deformação plástica antes de rotura) favorecem o
processamento dos materiais, isto é, proporcionam uma boa formação da apara. A ductilidade
cresce em sentido inverso da dureza.
O encruamento é o fenómeno de endurecimento do material à medida que este vai sendo
deformado plasticamente, influenciando a largura da zona em deformação simultânea e, desse
modo, o tipo de apara. O comportamento de um mesmo material durante a maquinação, em
condições de recozido ou de encruado, por efeito de um trabalho de enformação mecânica a frio,
é absolutamente diferente.
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Uma boa condutibilidade térmica faz com que o calor se dissipe mais facilmente da zona de
corte, permitindo um melhor desempenho na maquinação. No diagrama da Tabela 1, podemos
estabelecer a relação desempenho da maquinação versus condutibilidade térmica:
- A abrasividade influencia o desgaste das ferramentas de corte e, no caso de resultar da
existência de partículas duras na estrutura do material, pode mesmo promover a sua rotura por
fadiga mecânica, como resultado dos micro choques destas partículas contra a aresta de corte da
ferramenta.
- A falta de homogeneidade e a anisotropia dos materiais provocam variações no estado de
tensão das ferramentas, com alguma tendência para a rotura por fadiga e para o incremento das
vibrações.
Valores elevados
Dureza
Ductilidade
maquinabilidade
Impurezas
Aditivos
térmica
de:
Influência na
Condutibilidade
–
–
+
Macro
Micro
–
±
+
Tabela 1. Influência de algumas propriedade na maquinabilidade
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3. Os polímeros
3.1 Definições e principais propriedades
Sob o termo polímero, agrupam-se uma família de materiais sintéticos de natureza orgânica
chamados de materiais plásticos, compósitos ou elastómeros. Os limites de separação entre os
três grupos são ténues porque certas matérias plásticas têm um comportamento de elastómero e
outros, reforçados com fibras, são considerados como materiais compósitos.
Um polímero é formado por uma cadeia de moléculas orgânicas idênticas chamadas de
monómeros. Um monómero é uma sequência de átomos de carbono ligados entre eles e
combinados com outros elementos. (hidrogénio, azoto, flúor, silício cloro, etc.).
A maior parte dos termoplásticos é sintetizada pelo processo de polimerização em cadeia. Neste
processo, uma grande quantidade de moléculas pequenas ligam-se covalentemente, formando
cadeias moleculares muito longas.
Podemos definir duas categorias: termoplásticos e termoduros.
Os termoplásticos são constituídos por longas cadeias ramificadas. A moldação dos
termoplásticos faz-se por mudança de estado físico (sólido → líquido/pastoso → sólido) e pode
ser moldado vezes sucessivas, embora perdendo progressivamente as suas propriedades em
cada reciclagem. Podem distinguir-se dois tipos de termoplásticos:
Os amorfos que, não tendo uma ordem molecular aparente, possuem uma estrutura muito
comparável à de um líquido. Não têm uma temperatura de fusão precisa, mas antes uma
fase de amolecimento e são caracterizados por boa estabilidade dimensional, uma boa
resistência ao choque, sendo difíceis de estirar;
Os cristalinos que têm uma estrutura constituída por cristais ordenados e ligados numa
matriz amorfa. Têm um ponto de fusão preciso e são caracterizados por um bom
comportamento químico, boa resistência à fadiga, baixo coeficiente de atrito e uma menor
deformação com a temperatura.
A taxa de cristalinidade caracteriza a importância da estrutura cristalina no conjunto dos materiais.
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Os termoendurecíveis são os polímeros tridimensionais em que as macro moléculas possuem
uma estrutura tri-dimensional. Não há fusão e a moldação é feita por reacção química.
Regra geral:
Os termoendurecíveis resistem melhor às cargas estáticas constantes, são aptos á
moldação de peças de grandes dimensões, com fibras de todas as formas, \
Os termoplásticos têm um melhor comportamento ao choque, têm ciclos de moldação
bastante curtos, podem ser facilmente reciclados, \
Poliéster
Bom compromisso propriedades/preço, transparente e facilmente
pigmentável, fácil de moldar.
Fenólico
Bom comportamento ao fogo, baixa tensão limite de fadiga, cor natural
sombria, dificilmente pigmentável.
Disponíveis na forma sólida ou líquida (diluída em água). A moldação é feita
com a ajuda dum catalizador ácido.
Epóxido
Propriedades mecânicas excelentes, pouca contracção na moldação,
geralmente longo tempo de serviço, \
Aminoplástico
Bastante boa resistência à abrasão, assim como aos solventes.
Tabela 2 Características gerais dos termoduros
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ABS
Boa resistência ao choque, fraca absorção de água, boa estabilidade dimensional, boa
resistência à abrasão e metalizável
Acetal
Muito boas propriedades mecânicas, estabilidade dimensional, resistência á fissuração e à
fadiga, à abrasão, aos agentes químicos e à água quente, fraco coeficiente de atrito
Acrílico (PMMA)
Transparente e excelente resistência aos agentes atmosféricos
Celulósicos
Resistência aos agentes atmosféricos, à água, aos agentes químicos, muito baixa
estabilidade dimensional
Fluorados
Excelentes propriedades dieléctricas, resistência química, fraco coeficiente de atrito,
estabilidade a altas temperaturas, preço elevado
Poliamidas
Família de plásticos técnicos com um bom comportamento mecânico, uma boa resistência
ao desgaste, um baixo coeficiente de atrito, excelentes propriedades químicas e eléctricas
(não conductor), muito sensível à humidade, estabilidade dimensional média
Policarbonato
Grande resistência ao choque, transparência, rigidez, estabilidade ao mau tempo e à
fissuração sobre carga,
Poliéster (PET, PBT)
Excelente estabilidade dimensional, propriedades eléctricas, comportamento químico,
sensível ao entalhe, resistência média ao calor e aos agentes atmosféricos
PEEK
Excelente resistência termo mecânica, resistência à abrasão
Polietileno
Fácil de moldar, barato, fraca estabilidade dimensional, pobre resistência ao calor,
excelente resistência química, dificilmente colável
PPO
Excelente estabilidade dimensional, pobre absorção de água, boas propriedades
mecânicas, resistências a vários produtos químicos, salvo alguns hidrocarbonetos
PPS
Boas propriedades termo mecânicas e químicas, necessidade duma temperatura de
moldação elevada
Polipropileno
Fraca tensão de corte, excelente resistência química, dificilmente colável
Poliestireno
Preço baixo, fácil de moldar, pobre absorção de água, fraco comportamento térmico,
existem graus modificados com comportamento ao choque melhorado
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Polisulfona
Bom comportamento termo mecânico, temperatura de moldação elevada, sensível ao
entalhe, excelentes propriedades eléctricas e estabilidade dimensional, metalizável,
preço elevado
PVC
Numerosas formulações, boas propriedades eléctricas, resistência à água e aos
produtos químicos, comportamento térmico médio e baixo custo
Tabela 3. Características gerais dos termoplásticos
A maquinação não é a técnica principal para fabricação de componentes em materiais
poliméricos. Este tipo de materiais é bem adaptado às técnicas de moldação, através dum
material líquido ou pastoso, para encher um volume predefinido por uma ferramenta (molde).
No entanto, as operações de maquinação são muito utilizadas pelas razões seguintes:
Fabricação de pequenas séries
Furação para montagem ou rebitagem
Obtenção de cotas extremamente precisas
Corte de pré formas para termoformação, \.
3.2 Propriedades que influenciam o processamento
Sem entrar no detalhe de todas as características dos polímeros, mas limitando-nos àqueles que,
de certo modo, têm influência no desenrolar do processo de maquinação, podem fazer-se as
observações gerais seguintes:
Módulo de elasticidade
A gama de valores é larga, desde os elastómeros e borrachas sintéticas que são os mais flexíveis,
com um módulo de elasticidade de alguns MPa, até aos compósitos de fibras de carbono
unidireccionais com módulos no sentido das fibras susceptíveis de se avizinhar do valor dos aços
(210.000N/mm2), mas a grande maioria tem um módulo de elasticidade compreendido entre
12.000 e 20.000 N/mm2. Ao serem mais flexíveis do que os metais, exigem procedimentos
especiais durante o processo de deformação durante o corte e no aperto.
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Resistência ao corte
Não existe uma relação directa entre o comportamento em tracção/compressão e ao corte para
estes materiais. Devem ser considerados valores específicos para a resistência à tracção,
resistência à compressão e para a resistência ao corte. As diferenças de valores são muito
elevados se considerarmos os compósitos com fibras orientadas. De facto, as fibras determinam
um grande comportamento à tracção mas pouco afectam a resistência ao corte. Duma maneira
geral, o comportamento ao corte é fraco (inferior a 95 N/mm2) para quase todos os materiais desta
natureza, sendo mesmo inferior a 55 N/mm2 para os plásticos não reforçados. A tabela seguinte
mostra a titulo indicativo algumas características mecânicas dos materiais poliméricos.
Material
Densidade
Tensão limite
Módulo
Alongamento
Tensão limite
de resistência à
elasticidade
à rotura (%)
de resistência á
tracção (N/mm2)
(N/mm2)
tracção c/ 30%
de fibras de
vidro (N/mm2)
Acetal (POM)
1.42
LCP - polímero de cristal
50-75
2600
46-70
120
165
9600
3.5
210
líquido
PMMA
1.19
60-70
3000
4.1
120
Poliamida 6
1.14
45-55
1000-2000
60-3290
90-150
Policarbonato
1.20
60-65
2500
120
140
Poli acetona (PEEK, \)
1.35
110
3700
50
160
Poiester insaturado
1.21
5-65
500-3500
2-100
55-100
Poliéster PBTP
1.31
50-65
2700
5-250
130
Poliéster PETP
1.3-1.38
60-85
2000-2500
90-300
15-150
Polietileno LD
0.93
10-15
150-300
400-600
Polietileno HD
0.94
25-35
400-1200
700-1000
45-70
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Polipropileno (PP)
0.91
20-45
1000-1500
150-600
Poliestireno
1.05
45
3100
4
PPS
1.2
70
4600
5
PTFE
2.15
10-40
410-600
250-500
PVC rígido
1.39
50
2100-2500
10-50
PVC flexível
1.3.1.7
11-222
PS choque
1.05
25-32
2000
45-55
Ureia
1.31
40-80
5900-9200
0.5-1.1
50~60
140
200-500
Tabela 4. Propriedades mecânicas de alguns plásticos
Estabilidade à fluência
Os materiais plásticos sofrem uma deformação crescente sobre carga constante, mais ou menos
importante, segundo a sua natureza. É assim que os mais sensíveis são sobretudo os
elastómeros e os plásticos não reforçados. Os termoduros resistem melhor que os termoplásticos.
Em contrapartida, os compósitos de fibras longas são muito pouco sujeitos a fenómenos de
fluência.
Dureza
Esta característica mecânica, que influencia fortemente a maquinabilidade, é muito inferior ao dos
metais. A medida da dureza dos materiais é feita segundo vários métodos, adaptados à gama de
durezas e ao tipo de material. Mesmo a escala Brinell que é utilizada medir a dureza da maioria
dos materiais não muito duros, é pouco fiável nos plásticos (situam-se sempre abaixo dos 50 HB).
De facto, para os polímeros utiliza-se, normalmente, as normas Shore A, D e Barcol e, por vezes,
Rockwell M e R. A tabela seguinte apresenta as principais características dos métodos de medir a
dureza.
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Deformações internas
As peças de plástico sofrem deformações internas, depois da moldação, devido à contracção da
matéria-prima causada pela diferença de volume resultantes dos gradientes térmicos entre o
estado líquido e sólido. As precauções devem consequentemente ser tomadas em conta para
evitar acumulação de deformação. A velocidade de arrefecimento e a manutenção da pressão de
injecção durante esse processo é um elemento essencial para a redução da deformação.
Higrometria
Certos polímeros absorvem uma quantidade muito grande de humidade, (8% para certas
poliamidas, por exemplo). O fenómeno da absorção não se dá instantaneamente mas pode
acontecer em alguns minutos ou horas. A absorção de humidade altera as características
dimensionais e mecânicas. É preciso ter em conta o comportamento do polímero em presença da
humidade, da duração da maquinação, da presença de fluidos de corte, do ambiente higrométrico
da oficina, \
Heterogeneidade
Os materiais do tipo estratificado são constituídos por um polímero contendo fibras dispersas na
matriz polimérica. È necessário maquinar em simultâneo dois materiais com naturezas diferentes.
Neste tipo de maquinação o material é removido por formação de pó e não por formação de
apara.
Dilatação térmica
É geralmente mais importante do que para os aços salvo para os materiais compósitos reforçados
com fibras longas. As resinas e os materiais plásticos não carregados, têm os coeficientes de
dilatação térmica normalmente compreendidos entre 55 e 210µm/m.ºK.
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Condutibilidade térmica
São materiais isolantes, salvo os carregados com partículas metálicas ou os reforçados com fibras
de carbono. A combinação destas duas características, grande dilatação térmica e fraca
condutibilidade, fazem com que o calor gerado na operação de maquinação fique concentrado na
zona de maquinação podendo provocar o risco de degradação térmica. A tabela seguinte
apresenta as principais características térmicas dos materiais plásticos correntes.
Desgaste das ferramentas
Uma grande parte dos materiais plásticos têm características auto lubrificantes e não criam
desgaste importante nas ferramentas. Contudo, os carregados com minerais têm tendência para
acentuar o desgaste nas ferramentas. Este desgaste é ainda mais acentuado se os polímeros
estão carregados com fibras de vidro, que é o caso dos materiais compósitos estratificados.
Fusão ºC
ABS
Dilatação térmica
Condutibilidade
T máx. de
µm/m.ºK
térmica W/m.ºK
utilização
80
0.17
85
Acetal POM
195
80-100
0.23
80
Acrílico PMMA
105
75
0.2
90
Poliamida 6-6
265
90
0.28
110
Policarbonato
220
68
0.41
115
PEEK
343
60
0.21
250
20-70
0.18
120
30-65
0.24
130
PBT 30% vidro
PET
265
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Regional
Polietileno BD
100-200
0.33
50
Polietileno HD
135
100-200
0.48
80
PTFE
327
100-160
0.25
260
75-100
0.38
260
PTFE 30% vidro
PP
176
100-180
0.15
100
Poliestireno
240
30-210
0.12
95
22-35
0.35
220
75-100
0.18
75
PPS 40% vidro
PVC rígido
212
Tabela 5. Propriedades físicas de alguns polímeros
3.3 Os compósitos de matriz polimérica
Um material pode ser classificado como compósito se resultar da combinação de dois ou mais
materiais distintos. Os mais vulgares resultam da dispersão de fibras no interior dum aglomerante,
designado por matriz.
A incorporação de fibras prende-se com necessidade de melhorar as propriedades mecânicas dos
materiais. As fibras não podem ser utilizadas directamente em aplicações estruturais, devido à sua
pequena secção resistente. Compete à matriz polimérica dar uma forma estável ao compósito.
As fibras de utilização mais comum são as de vidro, carbono e aramida e as matrizes podem ser
termoplásticos, como as poliamidas, o polipropileno e o PEEK, ou termoendurecíveis como as
resinas epóxidas ou o poliéster, entre outros. Frequentemente, são utilizados aditivos para
melhorar algumas propriedades dos compósitos, como a tenacidade e a resistência ao fogo.
Estes materiais alargam substancialmente as opções de engenharia ao dispor dos projectistas. As
propriedades características destes materiais determinaram a sua disseminação por indústrias de
grande exigência tecnológica, caso da aeronáutica, defesa, automóvel de competição e a
espacial.
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Regional
Os materiais compósitos podem apresentar um elevado desempenho mecânico, caso dos de fibra
de carbono, aramida e híbridos (carbono e aramida) e até fibras de boro. A ideia nestes casos é
obter um componente para aplicações estruturais, com elevada resistência mecânica, baixo peso
e com elevada liberdade de forma do produto.
3.3.1 Comportamento em maquinação dos materiais compósitos
A maquinação de materiais compósitos é de difícil realização devido à estrutura sua anisotrópica e
não-homogénea e à alta abrasividade dos seus elementos constituintes. Isso normalmente resulta
em danos introduzidos na peça e no desenvolvimento de desgaste muito rápido na ferramenta de
corte. Contudo, processos convencionais de maquinação como o torneamento, a furação ou a
fresagem podem ser utilizados no seu processamento, desde que as ferramentas sejam
adequadas e as condições de operação sejam bem definidas.
O processamento por arranque de apara de materiais compósitos resulta, fundamentalmente, da
necessidade de ligar componentes estruturais. Assim, a furação é o processo tecnológico mais
usado. Num avião podem existir mais de um milhão de furos e a qualidade das juntas
aparafusadas dependem da qualidade dos furos previamente executados. Assim, o corte dos
materiais compósitos deve merecer uma atenção especial, pelos danos que pode originar [26].
Independentemente da tecnologia utilizada, a maquinação dos materiais compósitos apresenta as
seguintes características [26]:
Como resultado da sua elevada heterogeneidade, a qualidade obtida é inferior à verificada
nos metais;
Os métodos tradicionais devem ser adaptados de forma a minimizar os danos causados
por efeito térmico e mecânico;
A orientação das firmas exerce, naturalmente uma grande influência no corte;
A criação de descontinuidades nas fibras afecta o comportamento do componente;
As fibras após o corte ficam expostas ao ataque dos agentes exteriores;
As diferentes expansões térmicas das fibras e da matriz dificultam o rigor dimensional;
É, normalmente, desejável a utilização dum fluido de corte;
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A duração de vida das ferramentas é muito condicionada pela abrasividade das fibras;
A maquinação dos diferentes materiais compósitos determina delaminagens junto à
superfície de corte;
É difícil a obtenção de superfícies com boa continuidade. A elevada tenacidade dos
compósitos de aramida e carbono determina uma grande absorção de energia, com
consequências ao nível da regularidade das superfícies.
Como resultado do desenvolvimento materiais compósitos para áreas de aplicação muito
exigentes (incluindo aeronaves modernas, como jactos e helicópteros), a procura de ferramentas
de corte devidamente adaptadas a estes materiais aumenta. A qualidade dos furos, a segurança e
a economia de produção são alguns dos factores mais importantes.
A furação de compósitos recorre, normalmente, a ferramentas de metal furo revestidas com
compostos de titânio (TiN, \) com fraca tendência para formação da apara aderente (boas
propriedades tribológicas) ou diamante, como resultado da sua enorme resistência ao desgaste.
O corte bidimensional de materiais compósitos, pode ser feito por serrote, jacto de água ou laser.
No corte por jacto de água esta é projectada a altíssimas velocidades, na ordem dos 800m/s,
através dum furo com um diâmetro de 0,25mm. A pressão da água (com as partículas abrasivas)
chega a atingir 400N/mm2. O corte com laser utiliza um feixe concentrado focado na peça a cortar.
O corte resulta de fusão, sublimação e degradação química. Esta tecnologia danifica, geralmente,
a resina na vizinhança do corte. As resinas termoplásticas fundem e as termoendurecíveis
vaporizam e degradam-se quimicamente.
3.4 Generalidades sobre técnicas de maquinação
Os materiais plásticos e os compósitos podem facilmente ser moldados. A maquinação utiliza-se,
normalmente, sobre chapa extrudida, varão extrudido,... No caso de compósitos de fibras longas,
maquinar significa cortar as fibras e consequentemente reduzir a resistência do material. Isto
significa também cortar dois materiais diferentes em simultâneo, resina ou plástico muito dúctil e
fibras muito duras.
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Regional
Os polímeros e os compósitos não são, regra geral, condutores de electricidade, o que elimina a
possibilidade de remover material por descarga eléctrica (electroerosão). A obtenção da forma
final só pode ser realizado por outros processos subtractivos, como o corte por arranque de apara,
o corte e a ablação por laser, o jacto de água e os ultra sons. Estes últimos são raramente
utilizados porque são especialmente aptos a processar materiais frágeis.
3.4.1 Processo de corte
A acção principal do corte tem lugar no plano de corte e é determinada em grande parte pela
relação entre a apara deformada e a não deformada.
O mecanismo da formação da apara é, consequentemente, um fenómeno cíclico, verificando-se,
alternadamente, um a fase de encalque e uma fase de corte, sendo a força necessária ao corte,
máxima na fase de encalque.
Para além da primeira região com grande deformação plástica, existe uma segunda que resulta
das deformações provocadas pelo atrito entre a apara e a face de ataque da ferramenta.
A quantidade de deformação depende do ângulo de ataque da ferramenta. Quando o ângulo de
corte é pequeno as forças necessárias ao corte são elevadas. Na prática, factores como o ângulo
de ataque e os parâmetros de corte influenciam as condições para o corte.
O atrito produz-se à medida que, durante o processo, o material é sujeito a grandes pressões e
temperaturas. Por vezes o material deformado solda-se à face de ataque da ferramenta e paralisa
o deslizamento na superfície de separação o que dificulta o processo de corte. No entanto, o
deslizamento entre a apara e a ferramenta continua, gerando-se mais calor nesta zona
estacionária.
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Regional
3.5 Observações gerais por tipo de maquinação de plásticos
3.5.1 Introdução
As diferentes experiências industriais para a maquinação dos plásticos conduzem às observações
seguintes:
O ponto de fusão e a condutibilidade térmica dos plásticos, em geral, são inferiores ao dos
metais e é necessário, então, reduzir o calor formado, diminuindo o coeficiente de atrito. As
ferramentas bem afiadas e com propriedades tribológicas adequadas (rugosidade baixa)
são indispensáveis. A temperatura crítica não pode ser ultrapassada. Esta temperatura
crítica situa-se por exemplo:
-
Para o poliestireno: 65 a 75ºC
-
Para as poliamidas: ~120ºC
-
Para as resinas termoduras: ~145ºC.
Afim de poder satisfazer estas condições, é necessário remover pequenas secções de apara,
procedimento pouco económico que pode ser compensado por grandes velocidades de corte.
As ferramentas mal afiadas geram bastante calor. As arestas cortantes das ferramentas
devem, por isso, ser bem afiadas e os ângulos devem garantir que só a face de ataque
está em contacto com o material.
Para peças de pequena secção transversal, um grande incremento axial ou radial
facilmente provoca flexão.
Para a maquinação de plásticos reforçados é aconselhável a utilização de carbonetos
sinterizados (metal duro) em vez dos aços rápidos.
No torneamento de peças de precisão não deve ser utilizado um elevado incremento axial.
A potência consumida no corte é directamente proporcional a este incremento e o calor
gerado proporcional à potência consumida o que pode introduzir problemas de dilatação
térmica. O controlo dimensional das peças deve ser feito à temperatura ambiente porque o
coeficiente de dilatação dos plásticos é, por vezes, 10 vezes superiores à dos aços. Para
isso, devem ser utilizados fluidos de corte, no entanto, alguns plásticos são facilmente
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processados a seco e alguns, como as poliamidas, fazem grande absorção de água, o que
é um inconveniente.
•
Durante o processamento de certos compósitos carregados com fibras de vidro podem
produzir-se pós muito finos nocivos à saúde humana.
•
Contrariamente aos materiais plásticos, onde a natureza do material de base tem uma
importância determinante na escolha dos parâmetros de corte, no caso dos materiais
compósitos, isto é, uma matriz polimérica reforçada com fibras longas, os comportamentos
são condicionados pela natureza das fibras. Assim os parâmetros são diferentes se o
compósito é à base de aramida, carbono ou vidro.
3.5.2 Fixação das peças
A precaução essencial a tomar na hora da maquinação das peças de plástico consiste em evitar
toda a deformação resultante do sistema de fixação. Contrariamente aos aços o plástico deformase muito se a carga é elevada. Esta deformação poderá ser incrementada pelo calor gerado na
maquinação.
3.5.3 Torneamento
Os produtores de polímeros, e certos revendedores especializados, fornecem parâmetros de corte
e outros procedimentos para o processamento dos seus materiais em notas técnicas especiais.
Existem, no entanto, recomendações de parâmetros de corte que são diferentes para o mesmo
tipo de material, dum produtor para outro. Torna-se, assim, necessário e fundamental efectuar
alguns ensaios que permitam definir os melhores parâmetros característicos.
Os plásticos maquinam-se bem para uma velocidade de corte acima dos 500 m/min com
geometrias de ferramenta específicas para os plásticos. Um ligeiro arredondamento da aresta de
corte, por exemplo, evita o aparecimento de ranhuras na peça maquinada. A utilização de fluidos
de corte é frequentemente inútil, sendo o arrefecimento com ar comprimido normalmente
suficiente.
Para a potência de corte necessária, a duração de vida das ferramentas de aço rápido, satisfaz a
generalidade das operações. A utilização de carbonetos sinterizados justifica-se em produções de
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série ou em materiais reforçados. A tabela seguinte apresenta parâmetros de corte típicos de
torneamento para alguns plásticos.
Parâmetros de Torneamento
Material
Velocidade de corte
Vc (m/min)
Avanço
f (mm)
PMMA
< 2200
0.35
Policarbonato
400
0.5
Acetal
550
0.4
PVC rígido
<1200
0.35
Polipropileno
500
0.4
ABS
400
0.5
Poliamida
450
0.25
Tabela 6. Parâmetros de corte para torneamento
3.5.4 Furação
Se é exigida uma grande precisão no diâmetro da furação são necessários ensaios prévios, uma
vez que, devido ao calor gerado, o furo final obtido tem certamente um diâmetro menor depois do
arrefecimento.
As condições óptimas de corte para as operações de furação são de uma forma geral satisfeitas
com brocas helicoidais standard. A broca helicoidal utilizada para os aços satisfaz as condições
para os plásticos para diâmetros superiores a 5mm. Para furos de grandes diâmetros é preferível
proceder por várias etapas.
Tal como nos metais, a execução de furos profundos é acompanhada da geração de grandes
quantidades de calor. Nestes casos, é necessário arrefecer a ferramenta com ar comprimido ou
com refrigeração a alta pressão pelo interior da ferramenta, facilitando em simultâneo a
evacuação das aparas. A tabela seguinte apresenta parâmetros de corte típicos do processo de
furação para alguns plásticos
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Parâmetros de Furação
Material
Velocidade de corte
Vc (m/min)
Avanço
f (mm)
Poliestireno (ABS)
100
0.35
PVC
100
0.25
Acrílico (PMMA)
90
0.25
Acetal
95
0.25
Polietileno
90
0.25
Poliamidas (PA 6)
90
0.25
Polifluratos (PTFE)
120
0.25
Poliuretano
120
0.4
Tabela 7 Parâmetros de corte para furação
3.5.5 Fresagem
As ferramentas, as fresadoras e os centros de maquinação para o processamento dos metais são
também utilizadas para os plásticos. É necessário ter em conta as geometrias das ferramentas e
os afiamentos especiais. As máquinas devem poder trabalhar com velocidades de rotação
relativamente elevadas, face ao exigido pela velocidade de corte. A tabela seguinte apresenta
parâmetros de corte típicos de fresagem para alguns plásticos
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Parâmetros de Fresagem
Material
Velocidade de corte
Vc (m/min)
Avanço
fz (mm)
Poliestireno (ABS)
700
0.25
Poliamidas (PA 6)
650
0.45
Polifluratos (PTFE)
850
0.2
Poliuretano
800
0.2
Polietileno
900
0.25
PVC
800
0.25
Acrílico (PMMA)
450
0.25
Acetal
650
0.15
Tabela 8 Parâmetros de corte para fresagem
3.6 . Dados por família de polímeros
3.6.1 Introdução
Os parâmetros de corte enunciados a seguir estão classificados por família de polímeros. Devem
ser considerados como valores indicativos como ponto de partida para os ensaios a realizar em
condições industriais. Certas referências de materiais não são mais comercializadas, contudo os
dados de corte têm sido conservados e são apresentados para serem utilizados em materiais
similares em termos de comportamento à maquinação.
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Regional
3.6.2
Poliestireno e derivados (ABS,..)
Devem ser seleccionadas condições de corte que determinem forças de corte não muito elevadas.
As altas velocidades de corte são geralmente aconselhadas mas a velocidade de avanço deve ser
pequena. Se estas condições são observadas não há o perigo de sobre aquecimento das peças
Para brocas com mais de 8 mm de diâmetro deve ser utilizado metal duro e para diâmetros
inferiores aço rápido. As brocas especiais para materiais plásticos devem ter um ângulo de
helicóide de 12 a 16º permitindo, assim, obter uma melhor evacuação das aparas. É geralmente
admitido que o diâmetro das brocas e dos machos podem ter mais 0.05 a 0.1mm do que o
diâmetro nominal do furo. A tabela seguinte apresenta condições de corte indicativas para o
poliestireno e derivados.
Parâmetros
Unidade
Torneamento
Avanço
mm/rot
0.2 – 0.5
Velocidade de corte
m/min
>300
Unidade
Fresagem
Avanço
mm/rot
0.06
Velocidade de corte
m/min
>250
Unidade
Furação
Avanço
mm/rot
0.1 – 0.43
Velocidade de corte
m/min
~ 75
Parâmetros
Parâmetros
Tabela 9. Parâmetros de corte
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Regional
3.6.3 Polietileno e polipropileno
Em torneamento o ângulo de corte deve ser semelhante ao utilizado para as ligas leves, a
velocidade de corte deve ser elevada e não há necessidade de arrefecimento. A fresagem deve
ser executada com elevada velocidade de corte e a profundidade de corte, radial e axial, deve ser
pequena. O avanço deve situar-se perto de 0.3mm por rotação.
Na furação não deve ser utilizado líquido de arrefecimento. Para um macho de aço rápido basta
utilizar ar comprimido. Na furação profunda devem ser utilizadas técnicas que permitam uma boa
evacuação da apara.
Para as brocas com mais de 8 mm de diâmetro deve ser utilizado metal duro e para diâmetros
inferiores o aço rápido é uma solução. As brocas especiais para materiais plásticos devem ter um
ângulo de hélice de 12 a 16º para facilitar o desprendimento das aparas. As brocas e os machos
devem ter um dimensão 0.05 o 0.1mm superiores á dimensão nominal.
A tabela seguinte apresenta condições de corte indicativas para o polietileno e polipropileno.
Parâmetros
Unidade
Torneamento
Avanço
mm/rot
0.1 – 0.4
Velocidade de corte
m/min
>900
Unidade
Fresagem
Avanço
mm/rot
0.25
Velocidade de corte
m/min
>1100
Unidade
Furação
Avanço
mm/rot
0.1 – 0.3
Velocidade de corte
m/min
50 - 150
Parâmetros
Parâmetros
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Regional
A realização pelo Centimfe de um conjunto de ensaios envolvendo o torneamento do polietileno
permitiu perceber que a apara quebra com muita dificuldade. Se a profundidade de corte e o
avanço forem muito elevados consegue-se que a apara quebre em melhores condições. Com uma
profundidade de corte de 5,5mm e uma velocidade de avanço de 0,8mm/rot a apara quebra não
enrolando à volta da peça
Parâmetros
Avanço
Profundidade de corte
Velocidade de corte
Unidade
Torneamento
mm/rot
0.8
mm
5.5
m/min
<2500
3.6.4 PVC
A velocidade de corte e de avanço dependem da profundidade da furação. Face ao risco do
material termoplástico plastificar a velocidade de corte deve ser elevada e a espessura da apara
reduzida (pequenos avanços).
Parâmetros
Unidade
Fresagem
Avanço
mm/rot
0.1 - 0.6
Velocidade de corte
m/min
<1000
Unidade
Furação
Avanço
mm/rot
0.1 – 0.6
Velocidade de corte
m/min
100
Parâmetros
Tabela 12 Parâmetros de corte
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Regional
3.6.5 Acrílico PMMA
Em torneamento estes materiais devem ser cortados com ferramentas com um ângulo de corte
negativo. A lubrificação é possível mas geralmente não é necessária. Em fresagem, ensaios com
uma velocidade de rotação de 1500min-1 para uma fresa de 12.7mm, um ângulo de ataque nulo e
uma lubrificação com óleo solúvel ou água, deram bons resultados. Em furação sugerem-se
brocas helicoidais com um ângulo de ponta de 60 a 90º e velocidade de corte elevada, lubrificadas
a óleo ou água.
3.6.6 Acetal
O Delrin (marca comercial do polímero da DuPont com base no acetal) fresa-se facilmente com as
ferramentas clássicas, desde que as arestas de corte sejam bem afiadas. De modo a reduzir ao
mínimo as marcas da fresagem nas peças é importante cortar contra o material, isto é, com a
ferramenta a rodar impondo uma velocidade de corte no sentido contrário à velocidade de avanço.
As fresas com uma ou duas arestas de corte são preferíveis em fresagem porque permitem a
remoção de um grande volume de apara e consequentemente de calor. Deste modo, para uma
velocidade de corte elevada, o avanço e a profundidade de corte devem ser relativamente
grandes Em torneamento um raio de ponta da ferramenta entre 1 a 5mm é importante para se
obter uma superfície com rugosidade baixa.
A furação e a roscagem deste material são também fáceis com as brocas helicoidais e as
ferramentas clássicas. A utilização de fluidos de corte é desejável, mas nem sempre é necessário.
Para obter furos com boa precisão dimensional é necessário trabalhar com brocas sobre
dimensionadas para compensar a dilatação térmica da matéria plástica no caso da temperatura de
corte relativamente elevada. Para o Hostaform (co-polímero com base no acetal) esta regra só é
válida em casos particulares. Embora o excesso de diâmetro dependa do caso em análise, é
recomendado o princípio de escolha de um sobre-diâmetro de 0.1mm.
A tabela seguinte apresenta condições de corte indicativas para o Delrin.
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Regional
Parâmetros
Unidade
Torneamento
Avanço
mm/rot
0.2– 0.6
Velocidade de corte
m/min
>300
Unidade
Fresagem
Avanço
mm/rot
0.06
Velocidade de corte
m/min
>600
Unidade
Furação
Avanço
mm/rot
0.2 – 0.5
Velocidade de corte
m/min
50 - 80
Parâmetros
Parâmetros
3.6.7 Poliamidas (PA 6 e 6.6)
Durante o processo de maquinação a temperatura da poliamida não deve ultrapassar a do seu
amolecimento. No pressuposto que as condições de maquinação sejam as correctas, obtêm-se
superfícies de corte lisas e, em geral, as aparas formam-se com muita facilidade.
Parâmetros
Unidade
Torneamento
Avanço
mm/rot
0.1– 0.4
Velocidade de corte
m/min
<500
Unidade
Fresagem
Avanço
mm/rot
>0.5
Velocidade de corte
m/min
<1000
Unidade
Furação
Avanço
mm/rot
0.2 – 0.4
Velocidade de corte
m/min
75
Parâmetros
Parâmetros
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Regional
3.6.8 Poliflurados (PTFE)
O metal duro é preferível para a maquinação de grandes séries. O melhor acabamento superficial
é obtido com raio de ponta pequeno na ferramenta. Para furos com dimensão superiores a 20 mm
é aconselhável a execução dum furo prévio um diâmetro inferior.
Parâmetros
Unidade
Torneamento
Avanço
mm/rot
0.05– 0.3
Velocidade de corte
m/min
300
Unidade
Fresagem
Avanço
mm/rot
>0.5
Velocidade de corte
m/min
>800
Unidade
Furação
Avanço
mm/rot
0.1 – 0.3
Velocidade de corte
m/min
150
Parâmetros
Parâmetros
3.6.9 Poliuretano
Parâmetros
Unidade
Torneamento
Avanço
mm/rot
0.1– 0.3
Velocidade de corte
m/min
>200
Unidade
Fresagem
Avanço
mm/rot
0.05
Velocidade de corte
m/min
>250
Unidade
Furação
Avanço
mm/rot
0.05 – 0.4
Velocidade de corte
m/min
50
Parâmetros
Parâmetros
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Regional
3.6.10 Compósitos – estratificados vidro/resina
O vidro é muito abrasivo assim como as suas fibras, curtas ou longas. A utilização de ferramentas
em aço rápido é, por conseguinte, desaconselhável como resultado do desgaste rápido. O metal
duro é recomendado para estes materiais, no entanto, para grandes volumes de produção o
diamante policristalino é a melhor opção. É o material para ferramenta com maior resistência ao
desgaste e com melhor desempenho a processar este tipo de fibras, até porque a temperatura no
corte é relativamente baixa.
É recomendado utilizar fluído de corte para incrementar a resistência ao desgaste e
especialmente para evacuar as finas partículas de vidro resultantes da maquinação que podem
ser perigosas para o operador.
Parâmetros
Unidade
Torneamento
Avanço
mm/rot
0.05– 0.25
Velocidade de corte
m/min
60 aço rápido
300 metal duro
Unidade
Fresagem
Avanço
mm/rot
0.01-0.025
Velocidade de corte
m/min
70 aço rápido (250 metal
duro e 1500 diamante)
Unidade
Furação
Avanço
mm/rot
< 0.25
Velocidade de corte
m/min
75
Parâmetros
Parâmetros
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Regional
Maquinabilidade de Ligas de Titânio e de Super Ligas Resistentes ao
Calor – HRSA
1. Introdução
Neste capítulo estudaremos a maquinabilidade de duas grandes famílias, as ligas de titânio e as
ligas termo resistentes (HRSA). As últimas podem ser divididas em três grupos: ligas à base de
cobalto, de ferro e de níquel.
As ligas HRSA podem ser fornecidas no estado recozido ou tratadas termicamente e o processo
primário de enformação mecânica pode ser a laminação, o forjamento ou a fundição. O
incremento do teor de cobalto determina uma maior resistência ao calor, à corrosão e aos
esforços de tracção.
A maquinabilidade de cada uma destas ligas varia consideravelmente com a sua composição
química e com aspectos metalúrgicos relacionados com o processo primário de fabrico. Dum
modo geral, a formação da apara é difícil (apara fragmentada) e a força e potência necessária ao
corte, como resultado duma grande pressão específica de corte (Kc), é também bastante elevada.
1.1 . Super ligas resistentes ao calor (HRSA)
Esta família é constituída por uma gama de materiais que resultaram de desenvolvimentos
metalúrgicos de metais já estabelecidos, com o objectivo de aumentar a sua resistência ao calor e
à corrosão e a sua capacidade de manter a dureza a altas temperaturas. Estes materiais foram
desenvolvidos para cumprirem uma função dentro dum ambiente determinado. Os reactores de
avião, as turbinas movidas a gás, componentes marinhos e implantes médicos, são alguns
exemplos de aplicação destes materiais.
A versão à base de níquel é a mais usada em aplicações aeronáuticas. Basta referir que mais de
metade do peso dum reactor dum avião é fabricado nesta liga, que pode ser fornecida no estado
de endurecida por precipitação (Inconel 716, 706, Udimet 720, \) ou fortalecida por solução (sem
endurecimento) no caso do Inconel 625.
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Regional
A liga à base de ferro é uma versão que evolui dos aços inoxidáveis austeníticos, possuindo uma
menor resistência ao calor que a anterior (Inconel 909 e A286)
A versão à base de cobalto é usada principalmente na indústria médica (Haynes 25, Stellite 21,
32, \).
Do ponto de vista da maquinabilidade, as ligas à base de ferro são as mais fáceis de processar e
as à base de cobalto as mais difíceis. As aparas fragmentadas resultantes do corte,
características destes materiais, provocam forças de corte dinâmicas e, ainda por cima,
extremamente elevadas.
Dum modo geral estas ligas têm: baixa condutibilidade térmica, produzindo uma grande
quantidade de calor junto da aresta de corte; tendência para soldar à face de ataque da
ferramenta, formando a aresta postiça de corte. Além disso; o endurecimento por deformação
plástica provoca esforços de corte extremamente elevados e, consequentemente, pressões
específicas de corte elevadas e desgaste rápido das ferramentas.
Como são ligas resistentes ao calor, mantêm as características mecânicas a altas temperaturas,
requerendo esforços elevados de corte mesmo nessas condições.
É preciso respeitar algumas recomendações aquando da maquinação destes materiais: geometria
de corte positiva mas reforçada; avanços por dente e profundidades axiais elevadas com fresas
de passo grande; utilização de metal duro de grão fino com fluído de corte abundante. Os apertos
da peça e da ferramenta devem ser estáveis para evitar vibrações e a velocidade de corte deve
ser contrária à velocidade de avanço (fresa trabalha contra o material), isto é, a espessura da
apara deve ser pequena na saída.
1.2 . Ligas de titânio
A estrutura do material e os diferentes elementos de liga determinam quatro classes diferentes
para as ligas de titânio: titânio puro não tratado; ligas alfa com adições de Al, O e/ou N; ligas beta
com adições de Mb, Fe, V, Cr e/ou Mn e; mistura de ligas alfa e beta. Estas últimas (do tipo Ti-6Al4V) são as mais utilizadas, sobretudo em aplicações aeronáuticas e de uso geral. Contudo, todas
elas são passíveis de serem utilizadas em peças de reactores de avião, nos trens de aterragem,
componentes estruturais e peças da fuselagem
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Regional
As ligas de titânio possuem uma excelente resistência ao choque e à fadiga, uma relação elevada
entre resistência mecânica e peso específico (peso específico cerca de 60% inferior ao do aço),
baixo módulo de elasticidade e excelente resistência à corrosão. Uma camada de óxido de titânio
(TiO2) com cerca de 10µm de espessura permite que sejam usadas em ambientes muito
agressivos, não suportados por materiais alternativos.
A maquinabilidade é considerada má quando comparada com os materiais comuns, ferrosos ou
não ferrosos. A condutibilidade térmica é muito abaixo do desejável, a resistência mecânica
mantém-se elevada a altas temperaturas, o que determina forças de corte muito elevadas. As
velocidades de corte muito elevadas podem determinar reacção química entre o material (apara) e
a ferramenta, com a possibilidade de rotura por fractura da aresta de corte.
Os materiais para ferramentas devem ter assim uma boa dureza a quente e não reagir
quimicamente com o titânio. Deve ser usada uma ferramenta com geometria positiva com uma
boa tenacidade da aresta de corte, de preferência com grão fino.
2. Maquinabilidade
A maquinabilidade e as propriedades físicas destas ligas variam significativamente como resultado
da sua natureza química e das condições metalúrgicas resultantes do seu processamento. O
controlo da formação da apara é difícil, a pressão específica de corte é elevada e,
consequentemente as forças e a potência necessária ao corte são também elevadas. O
recozimento e o envelhecimento têm uma influência decisiva nas condições de processamento
por maquinação.
2.1 Maquinabilidade do titânio
O enorme, e recente, interesse pelas ligas de titânio resulta da ampla gama de aplicações nos
mercados aeroespacial, automóvel, química e indústrias médicas. No entanto, estas ligas têm
uma maquinabilidade pobre que precisa ser superada de modo a manter a pelo menos os
mesmos níveis de produtividade.
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Regional
A liga de titânio Ti6Al4V mais comum, pertencente ao grupo alfa + beta, é responsável por mais
de 50% da produção de ligas de titânio. No entanto, na perspectiva da redução de peso, novas
ligas estão sendo desenvolvidos. Por exemplo, as ligas de titânio beta como o ti555.3 são, cada
vez mais, utilizadas em componentes aeronáuticos em substituição de algumas aplicações críticas
do Ti6Ai4V
Um dos mais recentes desenvolvimentos são as ligas Ti555.3 que podem ser tratadas
termicamente para incrementar a resistência, com valores mínimos de resistência à tracção de
1200N/mm2. As ligas de titânio podem ser classificadas com base na percentagem de Al e Mo. O
Al indica a capacidade da liga adquirir uma dada a dureza, enquanto o Mo indica a capacidade de
obter uma boa resistência à tracção (UTS).
A liga beta (Ti555.3) tem uma percentagem de Mo cerca de 8 vezes maior do que a liga Ti6Al4V.
Esta observação explica as maiores propriedades mecânicas das ligas beta de titânio em
comparação com as ligas tradicionais Ti6Al4V.
A elevada resistência à tracção faz do Ti555.3 um material promissor para aplicações estruturais,
em comparação com as ligas de titânio tradicionais, tais como a Ti6Al4V.
Maiores dificuldades são esperadas na maquinação da Ti555.3 quando comparada com a liga
Ti6Al4V, como resultado dos factores seguintes: (I) as propriedades mecânicas, especialmente a
dureza e a tensão mecânica a altas temperaturas (400 ◦ C), (II) as diferenças da estrutura com
uma quantidade variável de fase alfa, e (III), a morfologia da fase beta transformada. No entanto,
não existem publicações sobre a maquinabilidade do Ti555.3.
A maquinabilidade do titânio, por diferentes técnicas, é mais difícil do que as de outros metais de
alta desempenho, como por exemplo os aços inoxidáveis austeníticos. Contudo, uma razoável
taxa de remoção de material e excelente acabamento de superfície são facilmente atingíveis nas
peças maquinadas se o processo for suficientemente controlado. Algumas características
específicas das ligas de titânio devem ser tidas em consideração:
1. A formação da apara pouco comum e baixa condutividade térmica do titânio tende a formar
a apara aderente e a provocar uma acumulação de calor na aresta de corte e na face de
ataque da ferramenta.
2. O baixo módulo de elasticidade do titânio determina grandes deflexões das peças e,
portanto, pode exigir aperto adequado e o controlo das forças de corte em peças esbeltas.
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Regional
3. O titânio tem uma fraca condutibilidade térmica; é cerca de treze vezes menos condutor
que as ligas de alumínio. Esta característica tem um enorme efeito sobre a vida da
ferramenta, porque uma grande quantidade de calor é gerada na interface apara/face de
ataque da ferramenta. Deste modo a temperatura da ferramenta sobe rapidamente.
4. A reactividade do titânio com as ferramentas de corte contribui para o desgaste da aresta
de corte e das faces da ferramenta. O titânio tem uma alta afinidade química com quase
todos os materiais de ferramenta a temperaturas elevadas, o que significa que tem uma
forte tendência a reagir, nestas condições, com a generalidade dos materiais de
ferramenta. Essa reacção química provoca um desgaste acelerado da ferramenta de corte
e, consequentemente, um menor rendimento do processo. O incremento da velocidade de
avanço e, sobretudo, da velocidade de corte, faz crescer a força de corte e, como
consequência, o calor gerado, com reflexos ao nível da degradação das ferramentas.
Determinadas condições de maquinação podem ser seleccionados para minimizar ou contornar os
efeitos adversos das propriedades das ligas de titânio na sua maquinabilidade, de modo a permitir
uma razoável duração de vida da ferramenta e o incremento da taxa de remoção de material. A
observação dos seis critérios seguintes ajudará ao sucesso da maquinação das ligas de titânio:
1. Utilizar baixas velocidades de corte. A temperatura da ferramenta de corte é fortemente
afectada pela velocidade de corte. Uma baixa velocidade de corte ajuda a minimizar a
temperatura da aresta de corte e, consequentemente, maximizar a sua duração. São mais
desejáveis baixas velocidades de corte nas ligas de titânio do que no titânio não ligado.
2. Utilizar altas velocidades de avanço. A temperatura das ferramentas de corte é menos
afectada pela velocidade de avanço do que pela velocidade de corte. A utilização de
velocidades de avanço elevadas é uma prática consistente. A profundidade axial deve ser
maior do que a espessura da camada endurecida resultante da passagem anterior.
3. Utilizar uma generosa quantidade de fluido lubrificante. O fluido de corte dissipa o calor da
zona de corte, remove as aparas e reduz as forças de corte, melhorando assim a vida das
ferramentas.
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4. Utilizar ferramentas afiadas. A formação da aresta postiça de corte causa maus
acabamentos de superfície, incrementa as forças de corte, com consequentes deflexões
da fermenta e/ou peça a maquinar.
5. Nunca parar a velocidade de avanço quando a ferramenta está em contacto com o
material. Programar um tempo de espera (paragem) em contacto com o titânio causa
endurecimento, promovendo a rotura prematura da ferramenta.
6. Utilizar apertos com grande rigidez (dinâmica e estática). A rigidez da máquina, das
ferramentas e das peças e respectivos apertos asseguram um razoável incremento da
profundidade de corte (axial e radial)
2.1.1 Materiais para ferramentas
As ferramentas de corte para o titânio requerem uma grande resistência à abrasão e adequada
dureza a quente. Sempre que possível, devem ser utilizadas ferramentas em metal duro. Contudo,
alguns graus de aço rápido com elevadas percentagens de cobalto (HSS - Co) são apropriados
para maquinar as ligas de titânio.
2.1.2 Fluidos de corte
A utilização correcta dos fluidos de corte durante as operações de maquinação incrementa a
duração de vida das ferramentas. Estes fluidos transferem eficientemente o calor gerado no
processo de corte e prolongam a vida das ferramentas. Uma grande quantidade de fluido é
necessária para proteger a peça e a ferramenta nas operações da maquinação a alta velocidade.
Percentagens de 5 a 10% de óleo solúvel em água correspondem à melhor solução em
maquinação a alta velocidade. Em baixas velocidades de corte e em operações complexas devem
ser utilizados óleos sulfurados para redução das forças e atrito entre a apara e a face de ataque
da ferramenta.
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2.1.3 Torneamento do titânio
O torneamento é a operação mais simples e estável no processamento do titânio e suas ligas. As
ferramentas de metal duro permitem altas taxas de remoção de material em operações sem corte
intermitente.
A geometria da ferramenta, particularmente o ângulo da face de ataque, é muito importante.
Ângulos negativos são recomendados para operações de desbaste com carbonetos sinterizados e
ângulos positivos para operações de acabamento e semi-acabamento. Grandes quantidades de
fluido de corte são recomendadas
2.1.4 Fresagem do titânio
O corte a favor do material, no sentido da menor para a maior espessura da apara, deve ser
usado para reduzir a possibilidade de rotura das ferramentas e as baixas velocidades de corte
minimizam a temperatura das ferramentas e o consequente desgaste.
As ferramentas em aço rápido têm um comportamento satisfatório no processamento das ligas de
titânio mas com os carbonetos sinterizados são possíveis maiores taxas de remoção de material.
Independentemente da ferramenta utilizada, o menor diâmetro da ferramenta com o maior número
de arestas de corte minimiza os desvios por flexão e, consequentemente, a vibração. Aumentando
o ângulo de ataque, em comparação com ângulos de corte padrão, aumenta a vida útil da
ferramenta, por redução da pressão sobre esta e da flexão. Os óleos de corte solúveis em água
são as melhores soluções para a maioria das operações de fresagem do titânio e suas ligas.
Na operação de facejamento a velocidade de corte deve situar-se vizinhança de 50 m/min e o
avanço até um máximo de 0,25 mm por aresta de corte. Na abertura de rasgos e caixas a
velocidade deve situar-se à volta de 60 m/min e a velocidade de avanço em 0,1 mm por dente.
2.1.5 Furação do titânio
Uma geometria adequada da ferramenta é muito importante nas operações de furação do titânio.
Para a dissipação do calor gerado no processo de corte devem ser utilizadas grandes quantidades
de fluido de arrefecimento e, se possível, dissipadores de calor que promovam a vida da broca. A
temporização no ciclo de furação, que muitas vezes também ocorre em furação manual, deve ser
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evitada. Sempre que possível, brocas de metal duro proporcionam uma duração de vida melhor,
especialmente para furos com uma razão de aspecto elevada.
Na maquinação de furos profundos, a broca deve ser retirado frequentemente para dissipar o
calor, limpar as arestas de corte e remover as limalhas. A utilização de emulsões com óleos
solúveis é satisfatória.
2.1.6 Roscagem do titânio
O furo prévio para roscagem deve ser uniforme e livre de endurecimento por encruamento.
Geometrias adequadas do macho são essenciais e a substituição do macho ao primeiro sinal de
desgaste é recomendado. Machos helicoidais em aço rápido com arestas de corte alternadas têm
dado bons resultados no processamento do titânio, sobretudo com baixa velocidade de corte.
Os tratamentos de superfície, tais como revestimentos finos ou nitruração, podem ajudar a reduzir
a tendência para a formação da aresta postiça de corte, melhorando assim a vida da ferramenta.
A utilização de fluidos de corte é essencial, sobretudo o poder lubrificante, e as velocidades de
corte devem ser mantidas baixas para minimizar a acumulação de calor.
2.1.7 Mandrilagem do titânio
Quando executados correctamente, podem ser obtidos furos mandrilados com uma tolerâncias
entre 0,00 e 0,05 µm. Deve ser prevista uma sobre espessura suficiente de modo a possibilitar um
corte contínuo e evitar endurecimento por encruamento.
Os mandris em aço rápido têm um comportamento satisfatório, no entanto, o metal duro permite
uma maior velocidade de corte e uma maior duração de vida da ferramenta. Os mandris em
espiral determinam, também, uma maior vida para as ferramentas. Os óleos são, regra geral uma
melhor solução como fluido de corte, no entanto, as emulsões á base de água e óleo também
podem ser usadas com sucesso, particularmente nas ligas de titânio mais macias.
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2.1.8 Corte com jacto de água
O titânio comercialmente puro é facilmente cortado com jacto de água com partículas abrasivas.
Água com alta pressão impregnada com pastas abrasivas e focada numa linha fina é usada para
cortar o titânio em espessuras de até 75 mm ou mais.
As arestas de cortadas estão livres de contaminação e são geralmente suaves e livres de rebarba.
Este método de corte é particularmente aplicável no corte com relativa precisão de formas
intrincadas, ou no corte das ligas de titânio mais frágeis.
2.1.9 Prevenção de incêndios
Sob determinadas condições, pequenas partículas de titânio podem incendiar-se. O uso de
refrigerantes à base de água ou de grandes volumes de emulsões de óleo, eliminam, geralmente,
os perigos de ignição durante as operações de maquinação. No entanto, a acumulação de
pequenas partículas de titânio podem representar um risco acrescido de incêndio. Assim, as
limalhas devem ser recolhidas regularmente para evitar acumulações indesejáveis e devem ser
descartadas ao fim do dia de trabalho.
Pós secos desenvolvidos para extinção de incêndios de metais combustíveis são recomendados
para o controle de incêndios de titânio. Para máxima de segurança, os extintores devem estar
disponíveis para cada operador que trabalhe com titânio. Areia seca retarda mas não extingue os
incêndios com titânio. Dióxido de carbono e hidrocarbonetos clorados não são recomendados. A
água nunca deve ser aplicada directamente num incêndio com titânio.
2.1.10 Regras para assegurar sucesso no processamento das ligas de titânio
Como referido e como regra geral, a maquinabilidade do titânio é pobre. A janela de
processamento é pequena e cuidadosas considerações devem ser tomadas em conta para além
das opções ao nível das ferramentas de corte. A fim de garantir algum sucesso na maquinação de
titânio, existem quatro áreas que requerem uma atenção especial: a pressão e o volume de fluido
refrigerante; as técnicas de programação; a configuração das máquinas; e as ferramentas,
incluindo os respectivos suportes.
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Pressão e o volume de fluido de corte
O fluido de corte tem uma importância decisiva no corte do titânio. A recomendação é simples: no
processamento do titânio devem ser aplicados fluidos refrigerantes em grandes quantidades, e, se
possível a alta pressão. O uso de refrigerante nestas condições reduz a formação de arestas
postiças de corte e pode duplicar a vida da ferramenta em relação a uma pressão de refrigerante
normalmente utilizada (cerca de 3 a 5 bar).
Recomendações:
Utilizar fluido de corte através da árvore e da ferramenta
A quantidade e a pressão do fluido devem ser convenientemente reguladas em função do
número de furos de refrigeração e do seu diâmetro
Usar alta pressão. A pressão recomendada deve situar-se nos 70 bars
O caudal recomendado deve situar-se nos 50 litros/minuto
Técnicas de programação para optimização do percurso das ferramentas
Fazer um o programa totalmente optimizado leva mais tempo do que utilizar os recursos
existentes nos ciclos fixos e pré-preparados dos sistemas de CAM. Se apenas se pretende
fabricar um componente, o retorno do esforço em termos económicos não é muitas vezes
compensador. Mas se a ideia é fornecer regularmente componentes com o suporte de contractos
de fornecimento continuados, vale a pena “optimizar” os programas em termos de estratégias de
maquinação. A programação nessas condições pode incrementar a produtividade em 50% e, ao
mesmo tempo, fazer crescer a vida útil da ferramenta e melhorar segurança do processo.
Recomendações:
No desbaste utilizar rocas com um ângulo de entrada pequeno ou com pastilhas redondas
e no acabamento utilizar fresas de topo raso com menos de 30% de engrenamento radial.
Definir devidamente estratégias para remoção de material em cantos interiores. Realizar o
corte com ferramentas de metal duro nas actuais máquinas de alta velocidade com
profundidade de corte menor que quarto vezes o diâmetro da ferramenta. Radialmente
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utilizar a estratégia definida na Figura 1, de modo a diminuir as forças de corte e, portanto,
promover a estabilidade.
Figura1. Estratégia para raios de canto
Cortar contra ou a favor do material e raios de canto grandes. A ferramenta deve cortar no
sentido da menor para a maior espessura da apara (velocidades de avanço e de corte
opostas), os raios de canto a gerar devem ser os maiores possíveis e devem evitar-se
mudanças bruscas de direcção.
Requisitos exigíveis à máquina ferramenta
As características e a configuração da máquina ferramenta têm uma influência decisiva sobre os
resultados da operação de corte. Com a vasta gama de velocidades de rotação da árvore,
potência e binários requeridos, a máquina deve funcionar dentro duma ampla área de aplicação.
Recomendações:
A potência exigida é de cerca de 30 kW e o binário de 1000 N.m às 350 rot/min para
desbastes pesados a baixa rotação
A velocidade de rotação da árvore deve atingir as 8000 rot/min para operações de
acabamento com fresas de pequeno diâmetro
Boas características dinâmicas são exigidas uma vez que as rápidas mudanças de
direcção exigem grandes acelerações.
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Ferramentas e respectivos suportes
Devem ser usadas ferramentas na classe de equilibragem correcta, um ângulo da face de ataque
e um número de arestas de corte adequados, de forma reduzir o potencial para vibração e a
optimizar a taxa de remoção de material.
A fim de comparar a maquinabilidade das ligas Ti6Al4V e Ti555.3, foram realizados ensaios e os
resultados foram medidos e analisados, em particular: (I) a força específica de corte, (II) o
desgaste da ferramenta, (III) a morfologia da apara, e (IV) a face de ataque e aresta de corte após
maquinação. Algumas conclusões foram tiradas em testes efectuados nas oficinas do Centimfe:
A maquinabilidade da Ti6Al4V é melhor do que a Ti555.3. Comparando a velocidade
máxima de corte das duas ligas, pode-se deduzir que a maquinabilidade do último é de
aproximadamente 56% da primeira.
Existe uma relação estreita entre a maquinabilidade e as propriedades mecânicas do
material (dureza e resistência à tracção a quente, ditadas pela percentagem de Mo), que
influenciam a morfologia da apara e a pressão específica de corte (Kc).
A presença de bandas de corte adiabáticas nas aparas da liga Ti555.3 parece aumentar a
flutuações nas cargas mecânicas e térmicas sobre a ferramenta levando a um desgaste
acelerado da ferramenta como resultado do mecanismo de desgaste por difusão.
Observações das ferramentas usadas indicam a presença de carboneto de titânio nas
ferramentas utilizadas para a maquinação das ligas Ti555.3 e Ti6Al4V. A presença de
carbono no material aderente indica que o fenómeno da difusão do carbono da pastilha de
corte tenha ocorrido na interface ferramenta/apara.
A formação de uma camada protectora por aderência foi observada na maquinação da liga
Ti6Al4V. A dimensão dessa camada diminui com o aumento da velocidade. Logo que esta
camada é removida, o desgaste da ferramenta aumenta bruscamente.
Como perspectiva futura, a melhoria da maquinabilidade destas ligas pode ser obtida através do
uso de diferentes materiais avançados para ferramenta e uma alteração significativa no processo
primário de enformação mecânica e nos tratamentos térmicos, em particular. No entanto, a
escolha do tratamento após forjamento, por exemplo, pode ser determinada pela alteração na
estrutura das ligas para melhorar propriedades de resistência à fadiga.
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2.2 Maquinação das super ligas resistentes ao calor (HRSA)
Estas ligas foram desenvolvidas para desempenhar uma função num ambiente determinado. A
maquinabilidade das super ligas, por diferentes técnicas, é mais difícil do que as de outros metais
de alto desempenho, como os aços inoxidáveis austeníticos.
Algumas destas ligas têm uma baixa condutibilidade térmica, produzindo uma grande quantidade
de calor junto da aresta de corte e, consequentemente uma fraca dissipação do calor. Esta
característica tem um enorme efeito sobre a vida da ferramenta, porque uma grande quantidade
de calor é gerada na interface apara/face de ataque da ferramenta. Deste modo a temperatura da
ferramenta sobe rapidamente. No processamento destas ligas está presente o mecanismo de
desgaste por adesão com a consequente formação da apara aderente e o incremento das forças
de corte. Verifica-se também, a tendência para endurecimento por encruamento (em deformação
plástica) com o consequente incremento da pressão e desgaste das ferramentas.
As ligas à base de ferro são as menos utilizadas para a fabricação de peças, já que a sua
resistência não se mantém a altas temperaturas. Neste tipo de ligas estão presentes grandes
quantidades de crómio e níquel, bem mais que na maioria dos aços inoxidáveis, o que deteriora a
sua maquinabilidade.
As ligas à base de níquel são bastante utilizadas e a percentagem de níquel afecta a
maquinabilidade. O crómio é um elemento químico de presença obrigatória nestas ligas, com o
objectivo de incrementar a resistência à corrosão, o que também deteriora a sua maquinabilidade.
As ligas à base de cobalto são semelhantes às de níquel, no que diz respeito à estrutura e
maquinabilidade.
Consegue-se uma alta resistência a altas temperaturas com a adição de crómio, níquel e
tungsténio. A maquinabilidade é a mais pobre de todas as super ligas especialmente devido ao
forte encruamento durante a deformação plástica.
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Como recomendações para maquinar estes materiais podem listar-se:
Utilizar uma geometria de corte positiva mas com aresta de corte reforçada;
Utilizar grandes avanços por aresta de corte e profundidades de corte axiais elevadas
(função da potência disponível e da estabilidade do processo)
Evitar um desgaste excessivo das ferramentas (perde-se poder de corte e as foças de
corte sobem)
Utilizar abundante fluido de corte
Garantir uma grande estabilidade do processo de corte (evitar vibrações) conseguindo
adequadas condições de aperto da ferramenta e da peça
Na fresagem a ferramenta deve cortar contra o material, isto é, no sentido da maior para a
menor espessura da apara
As fresas devem ter um passo elevado entre arestas de corte
Características das super ligas
Consequências nas ferramentas
Resistência a altas temperaturas
Forças de corte elevadas
Alta resistência a o corte dinâmico
Forças de corte elevadas
Fraca condutibilidade térmica
Temperaturas elevadas
Endurecível até 46HRC
Temperaturas elevadas
Encruamento em deformação plástica
Tendência para rotura (resistência ao choque)
Carbonetos duros dispersos na matriz metálica
Grau de abrasividade
Tabela 18. Características das super ligas e consequências para as ferramentas
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2.2.1 Fresagem de ligas HRSA
Na maquinação de super ligas devem ser observados certos requisitos, nomeadamente:
A maquinação destas ligas requer uma maior rigidez por parte da máquina ferramenta,
doutro modo a vibração auto excitada facilmente ocorre;
De modo a assegurar um corte estável e suave as profundidades de corte, axial e radial,
devem ser constantes;
Durante uma operação de fresagem, o número de arestas de corte deve ser o mais
elevado possível;
As velocidades de corte devem ser baixas em combinação com moderados avanços por
dente, não menos do que 0,1 mm, de modo a prevenir o endurecimento do material
O fluido de corte deve ser utilizado em quantidades generosas, sobretudo em baixas
velocidades de corte, de modo a evitar a formação da apara aderente;
A geometria da aresta de corte deve ser positiva;
Para profundidades de corte inferiores a 5 mm, deve ser utilizada uma roca com pastilhas
com um ângulo de posição inferior a 45º. Na prática, pastilhas redondas com geometria
positiva devem ser usadas;
Deve utilizar-se fresagem contra o material. A possibilidade de apara aderente sai
reduzida.
As velocidades de corte recomendadas para o facejamento de ligas à base de níquel são de 25 a
40 m/min e o avanço por dente de 0,15 mm. Na abertura de rasgos, caixas e corte lateral a
velocidade pode ser a mesma e o avanço de 0,1 mm.
2.2.2 Furação das ligas HRSA
Os parâmetros de corte recomendados dependem do tipo de broca, no entanto, para uma de
metal duro revestida com refrigeração pelo interior podemos considerar como valor indicativo, uma
velocidade de corte de 50 m/min e um avanço de 0,03 a 0,15 mm/rot, este último dependendo do
diâmetro da broca.
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2.2.3 Torneamento das ligas HRSA
No desbaste pesado das ligas com casca fundida ou forjada deve ser utilizada uma pastilha em
metal duro, na classe adequada, com um ângulo de posição pequeno, nunca superior a 75º e uma
profundidade de corte elevada de modo à ferramenta entrar por baixo da casca e com isso
minimizar a possibilidade de desgaste prematuro.
As pastinhas cerâmicas podem ser utilizadas, sobretudo as de base de óxido de alumínio
reforçadas com mono filamentos de carboneto de silício (Whiskers). Neste caso, a profundidade
de corte e a velocidade de avanço devem ser pequenas e a velocidade de corte maior. As
pastilhas redondas são uma boa opção por conferirem ao conjunto uma maior tenacidade, que o
material de base não tem.
Nas operações de acabamento e semi-acabamento a profundidade de corte é mais pequena que
no desbaste. As cerâmicas tipo Sialon (à base de nitreto de silício) têm uma grande resistência ao
desgaste e permitem trabalhar com velocidade de corte na ordem de 150 a 300 m/min. A
velocidade de avanço pode ser mantida em 0,15 a 0,35 mm/rot.
É essencial uma boa refrigeração em que a quantidade de fluido é mais importante que a pressão.
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Regional
REFERÊNCIAS INTERNACIONAIS
Sites da Internet, de alguns dos principais produtores mundiais de tecnologias e dos equipamentos que lhe
dão suporte, utilizadas na indústria de Engineering & Tooling.
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FAGOR AUTOMATION
www.fagorautomation.com
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www.fidia.com
FRAUNHOFER INSTITUT IPK
www.ipk.fraunhofer.de
HAAS
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HANITA
www.hanita.com
HEIDENHAIN
www.heidenhain.de
HERMLE
www.hermle.de
HITACHI TOOL
www.hitachi-tool.co.jp
INDEX
www.index-werke.de
INGERSOLL
www.ingersoll.com
ISCAR
www.iscar.com
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IXION
www.ixion.com
JONES & SHIPMAN
www.jonesShipman.com
JUNG
www.kjung.com
KENNAMETAL
www.kennametal.com
MAHR
www.mahr.de
MAKINO
www.makino.de
MARPOSS
www.marposs.com
MASTERCAM
www.mastercam.de
MATSUURA
www.matsuura.co.jp
MITSUBISHI ELECTRIC
www.mitsubishi-mmd.de
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www.mitsuiseiki.com
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www.mitutoyo.co.jp
MORI SEIKI
www.moriseiki.com
NAKAMURA
www.nakamura-tome.co.jp
NIIGATA
www.n-mtec.co-jp
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www.nikken-world.com
0KUMA
www.okuma.co.jp
ONA
www.ona-electrerosion.com
OSG
www.osg.co.jp
PARPAS
www.gruppoparpas.com
RENISHAU
www.renishau.com
RODERS
www.roeders.de
SACHMAN
www.sachmangroup.com
SANDVIK COROMANT
www.sandvik.com
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SARIX
www.sarix.com
SECO TOOLS
www.secotools.com
SELCA
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SGS TOOL
www.sgstool.com
SOIDICK
www.sodick.de
STAMA
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STUDER
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www.sunnen.com
SYSTEM 3R
www.system3r.com
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www.taegutec.com
TEBIS
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www.titex.com
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www.warter-ag.com
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www.wohlhaupter.de
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Fasciculo_Industria Aeronautica

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