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Processos de Usinagem não Convencionais

Trabalho realizado para a disciplina de processos de fabricação
by

Pedro Dellavechia Duarte

on 12 December 2012

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Transcript of Processos de Usinagem não Convencionais

Processos de Fabricação com Remoção de Cavaco Processos Não Convencionais Acadêmicos: Pedro Duarte
Douglas Costa
Daniel Cargnin Usinagem Operação que confere à peça forma, dimensões ou acabamento, ou ainda uma combinação qualquer desses três, através da remoção de material sob a forma de cavaco. Cavaco Porção de material da peça retirada pela ferramenta, caracterizando-se por apresentar forma irregular. Definição Segundo a DIN 8580, são todos os processos de fabricação onde ocorre a remoção de material sob a forma de cavaco. A maior parte de todos os produtos industrializados em alguma de suas etapas de produção passa por algum processo de usinagem. 80% dos furos são realizados por usinagem. 100% dos processos de melhoria da qualidade superficial são feitos por usinagem. 70% das engrenagem para transmissão de potência. 90% dos componentes da indústria aeroespacial. 100% dos pinos médico-odontológicos. Principais tipos de Usinagem não convencional Química Eletroquímica Eletroerosão Jato D'água Jato D'água Abrasivo Feixe de Elétrons Plasma Laser Ultrassom Usinagem por Eletroerosão Distribuição de partículas metálicas por meio de descargas elétricas. Primeiros conceitos surgiram no século XVIII Viabilidade técnica durante a segunda guerra. Peça submersa em fluído dielétrico. Corrente contínua. Metais condutores. Histórico Gravação de superfícies. Aeronáutica Novos métodos de produção de peças. Procedimento Preparação da Superfície Confecção da Máscara Usinagem Química
Propriamente Dita 1 2 3 Limpeza da Peça Escovação + Banho químico. Onde Utilizar: Rapidez
Tempo de Produção
Tempo de Correção Limitações: Reprodução de ângulos
Difícil dimensionamento da Máscara.
Repetição do processo. Principais
Materiais: Alumínio Ferro Titânio Tântalo Aços Aços
Inoxidáveis Histórico: Humphry Davy 1778 - Corrente elétrica em carbonato de ferro fundido. Jõns Jacob Berzelius
Óxido de Bário e Magnésio. 1990 - Início da aplicação industrial. Procedimento Célula Eletrolítica + - Fluxo de Elétrons Cátodo Ânodo Fe Fe OH H H Hidróxido de Ferro Ferro Dissolvido
no Ânodo Hidrogênio Gerado
no Cátodo Aplicando a Usinagem: Controle:

Variação da Corrente.
Valência-grama.
Aproximação. Eletrólito: GAP torna-se
Constante Fluxo do eletrólito,
aquecimento/gases catódo. Possibilitar Dissolução Anódica Condutibilidade.
Manter Características.
Fácil Regeneração. Onde Utilizar ? Acabamentos Superficiais Rigorosos. Reprodução de formas complexas. Limitações Problemas
devido
a corrosão. Problemas
relacionados
a Eletrólise. Elevadas
Pressões
Hidráulicas. Dificuldades para ajustagem da ferramenta. Materiais a Transformar: Materiais Condutores.

Não gera desgaste.

Controlar a quantidade. Capaz de usinar metais
com dureza elevada. Criação de perfis complexos de difícil obtenção por métodos convencionais. Sem distorção do material. Normalmente peças pequenas. Matrizes e estampas de corte. Moldes de Injeção Usinagem de ferramentas de metal duro Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Os primeiros experimentos envolvendo lasers são datados de 1953. Em 1964, Nikolai Basov desenvolve o laser. Dióxido de Carbono Excimer Nd YAG. Automobilística

Eletroeletrônicos

Agrícola

Materiais não metálicos Vantagem CNC
Menor riscos
Acabamento
Alta velocidade de corte
Peças complexas Desvantagem Custo muito elevado.
Não aceita comando manual.
Não recomendado para produção de lotes baixos. Aços Carbono – Facilmente usinados, sem rebarba e bordas retas.

Aços Inox – Apresenta mesmas características do Aço carbono, chapas mais finas.

Alumínio e suas ligas: Por refletir a luz, a espessura máxima de corte é de 6mm Cobre e suas ligas – Mesmas características que as ligas de alumínio

Titânio e suas ligas – pode ser usinado a laser, no entanto, faz-se necessária a presença de gás inerte na zona de corte.

Outros - Polímeros, cerâmica, couro, etc. Gás Ionizado, quarto estado da matéria. Primeiros estudos na década de 50, com base no processo TIG. 1983 torna-se viável a utilização na indústria. Utilizados diversos gases no processo, como oxigênio, argônio, hidrogênio, etc.

Possibilidade de múltiplos gases. Geração do Arco voltaico por diferença de potencial. Possibilidade de utilizar oxigênio como gás de plasma.

Altos índices de oxidação e 25% maior velocidade de corte.

Vantagem econômica . Baixa zona térmica afetada.

Corta chapa de até 60mm.

Maior segurança que processos similares.

Corte sem escória. Pode ser aplicada a diversos segmentos.

Estruturas Metálicas.

Corta aço carbono, inoxidável e alumínio, praticamente com a mesma facilidade. Acabamento de inferior qualidade.

Alta demanda energética.

Principal concorrente do corte a Laser. Histórico: 1958 - Karl-Heinz Steigerwald Aplicações para o feixe de elétrons. Bombardeamento de Elétrons. 20% a 70% Temperatura Canhão Emissor de Elétrons
Lentes de Focalização
Sistema de ajuste de Foco
Câmara de Vácuo,
10^-4[Torr]= 1,3157..10^-7 atm Canhão de Elétrons Válvula “Wehnelt”.
Transformador 150kV.
2.500ºC à 3.000ºC. Componentes Lentes de Focalização Lentes magnéticas. Sistema de Ajuste de Foco Bobinas de deflexão Câmara de vácuo Tipos de Usinagem por feixe de elétrons: Onde utilizar: Indústria Aeroespacial.
Indústria Nuclear.
Indústria Aeronáutica.
Indústria Eletrônica. Limitações: •Equipamento caro;
•Tempo de não produção para fazer vácuo (lead-time);
•Camada refundida;
•Requer grande conhecimento do operador;
•Até 10 mm de espessura;
•Tamanho limitado da peça à câmara de vácuo;
•Requer proteção contra raios-x. Materiais a Transformar Praticamente qualquer material. A usinagem por ultra-som é um processo que permite executar penetrações de formas variadas em materiais duros, frágeis e quebradiços, além de semicondutores, que dificilmente seriam obtidas pelos processos convencionais, como por exemplo em vidro, cerâmica ou diamante. Definição Sonotrodo vibra numa frequência que pode variar de 20 kHz a 100 kHz.



O martelamento é capaz de erodir o material. Mecanismo de funcionamento · um gerador de corrente de baixa freqüência;

· um conversor eletroacústico;

· um amplificador;

· uma ferramenta de usinagem. Máquina para usinagem a ultra-som - Carbeto de boro, carbeto de silício, óxido de alumina ou diamante em pó, com tamanhos de grãos variando entre 0,5 mm e 0,002 mm. Abrasivos - Processo sem rebarbas;
- Não provoca distorções na peça;
- Não produz efeito térmico;
- Cavidades complexas em passe único;
- Usina materiais não condutores;
- Maior resistência a fadiga; Vantagens - ausência de contato da peça com a ferramenta de corte
- não gera tensões no material durante o corte;
- não apresenta riscos quanto a radiações;
- não provoca poluição ambiental;
- não emite gases tóxicos Vantagens Materiais plásticos, tapeçaria, tecidos, couro, borracha, papelão, papel, espuma e indústria de alimentos.


- Indústria de construção, no corte de pedras e madeira para acabamento. Materiais a usinar Podem ser atingidas pressões e até 400 MPa e fluxo de líquido de até 10l/min;


- As propriedades do material influem de forma qualitativa e quantitativa no resultado do trabalho. Características - Elevado custo de investimento inicial;

- processo ruidoso;

- riscos de acidentes;

- baixa velocidade de corte; Desvantagens O corte a jato d'água consite, basicamente, em coletar água corrente, pressurizá-la e liberá-la através de um orifício em um tubo de focalização. Conceito Em 1968, Norman C. Franz da Universidade de Columbia (EUA) patenteou um sistema de corte com água pressurizada.
Histórico - Perfura a maioria dos materiais sem a necessidade de furos iniciais;
- veio de corte pequeno;
- ausência de contato da peça com a ferramenta de corte
- não gera tensões no material durante o corte;
- não apresenta riscos quanto a radiações;
- não provoca poluição ambiental e não emite gases tóxicos. Vantagens - Desgaste considerável dos componentes do misturador em função do material abrasivo.

- O tempo de ciclo do processo está associado à taxa de remoção de material. Características - O objetivo do processo é a remoção de rebarbas e diminuição da rugosidade superficial para evitar perdas de cargas excessivas na região de transição. Conceito - Elevado custo de investimento inicial;
- processo ruidoso;
- riscos de acidentes;
- baixa velocidade de corte;
- chapas com baixa espessura tendem a sofrer deformação, apresentando rebarbas na face de saída;
- em materiais cerâmicos a resistência diminui após o corte. Desvantagens - Materiais metálicos, vidro e cerâmica.

automobilística. Materiais a usinar - Areia de quartzo, granada, escória de silicato ou de óxido de alumínio, micro-esferas de vidro e pó de ferro. Abrasivos
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