RESENHA LIVRO MACHINING FUNDAMENTAL AND RECENT ADVANCES

UNIVERSIDADE FERDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

ESCOLA DE ENGENHARIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA

VALMOR SCHIRMANN FILHO

RESENHA LIVRO MACHINING FUNDAMENTAL AND RECENT ADVANCES

CAPÍTULO 7: Ecological Machining: Near dry Machining

Porto Alegre

2016

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As principais funções de um fluído de corte, ou fluído de arrefecimento é refrigerar e lubricar as superfície de contato (ferramenta-cavaco) e (ferramenta peça) durante o processo de corte. A utilização do fluído de corte reduz o atrito, a temperatura, os esforços de corte e os mecanismos de desgastes da ferramenta, além de melhorar a qualidade superficial e a distribuição das tensões residuais. O fluído de corte também é utilizado para limpeza da peça e para o transporte de cavacos. Apesar de estudos recentes e de diferentes tipos de fluídos de corte, estes são considerados como um meio de apoio para usinagem sendo que na maioria das vezes não são avaliados o tipo de fluído, a posição de aplicação, a concentração e o volume, sendo estas geralmente definidas pelo próprios operadores da máquinas.

Novas regulamentações ambientais elevaram os custos do descarte do fluido aumentando consideravelmente os custos da produção. Em alguns casos o fluído de corte pode chegar a 17% do custo da produção, enquanto o custo da ferramenta foi de 8%, demonstrando a importância do controle é da correta seleção e utilização do fluído de corte.

Limites mais rigorosos a exposição de fluído de corte no local de trabalho estão sendo aplicados, apesar de sua atual formulação ser menos agressivas a saúde humana, a exposição a fluídos de corte podem causar uma série de doenças respiratórias, tais como, asma, bronquite e pneumonia, doenças de pele e em alguns casos até mesmo o câncer.

Atualmente devem ser analisados diversos pontos para reduzir os impactos ecológicos e econômicos do fluído de corte como:

Seleção equilibrada: Consiste no estudo das diferentes características do fluído de corte para determinado processo, avaliando custo, reciclagem, vida útil, resistência a corrosão, capacidade de lubrificação entre outros fatores. Atualmente existe uma preferência na utilização de fluídos renováveis ou biodegradáveis.

Aplicação adequada: Controlar a quantidade ideal de fluído de corte, muitas vezes são utilizados grandes quantidades sendo que melhores resultados são obtidos em quantidades menores. Esse controle aumenta a vida útil da ferramenta de corte e reduz os riscos gerados a operadores pela exposição ao fluído. Atualmente são descritos três métodos de aplicação:

Manual - Aplicação realizada pelo próprio operador, principalmente em máquinas manuais.

Inundação - Grande quantidade de fluídos são aplicadas sobre a peça em baixas pressões

Alta Pressão - O fluído é bombeado a alta pressão por canais internos das ferramentas, direcionando-o diretamente para a zona de corte. A aplicação por alta pressão é considerada a melhor técnica pois reduz a quantidade de fluído e melhora a eficiência do processo.

Gestão do fluído: Deve ser realizada uma correta conservação, limpeza, reutilização e descarte do fluído, essa gestão pode aumentar consideravelmente a vida do fluído.

Redução gradual:  Recentemente a usinagem quase seca (Near-dry Machining – NQM) vem se destacando. Peças mais limpas, aliado com a redução dos custos de usinagem e de reciclagem do cavaco são as principais vantagens. Entretanto as máquinas apresentam um custo mais elevado, assim como, as ferramentas que devem suportar maiores temperaturas elevam o custo inicial para aplicação da usinagem NQL. Maiores temperaturas ocasionam maiores esforços de corte, o que pode provocar distorções na peça, prejudicando a qualidade superficial. A usinagem quase seca também chamada de mínima quantidade de lubrificação (MQL), foi desenvolvida para solucionar os problemas da usinagem a seco.

O MQL consiste em uma mistura de ar e de um óleo, sob a forma de um aerossol, ou vapor de água, produzido por um processo de atomização (conversão de líquido para um spray).  Um atomizador é um ejetor onde a energia do gás comprimido é utilizada para atomizar o óleo, sendo transportado até a zona de usinagem por um bico de descarga, criando o efeito do tipo Venturi.

A usinagem quase seca pode ser classificada pelo tipo dos aerossol.

Fornecimento externo: O aerossol é fornecido por um bocal externo, semelhante a um bocal para o fornecimento pro inundação. As principais vantagens são: adaptação mais simples e barata, utilização das mesmas ferramentas de corte usinadas para sistemas por inundação, baixa manutenção e a possibilidade de transferir este para outra máquina. Sua desvantagem principal é que este não funcionam bem com brocas e ferramentas de furação.

Fornecimento interno: Semelhante ao método em alta pressão, o aerossol é fornecido através de canais pela ferramenta. As principais vantagens são: menor custo inicial, instalação simplificada e possibilidade de manter dois sistemas de refrigeração (inundação e NDM), sua principal desvantagem é que a rotação do fuso promove um campo de força centrífuga que reveste a parede do canal, sendo necessário uma limpeza periódica do óleo.

 Os aerossóis podem ser classificados de acordo com sua composição, nos casos mais simples consistem em uma mistura de óleo-ar na gama de 30-600ml/h, nos casos mais avançados são considerados dois modelos, o (Oow NDM) e o (AMQCL NDM).