Francisco J. G. Silva. Seminário Tecnologias de Corte CENFIM Núcleo da Trofa 23 de Outubro 2012
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- Luana Furtado Cabral
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1 Seminário Tecnologias de Corte CENFIM Núcleo da Trofa 23 de Outubro 2012
2 Fonte: SANDVIK Fonte: TOOLS4INDUSTRY FERRAMENTAS PARA TORNEAMENTO Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 2
3 FERRAMENTAS PARA FRESAGEM Fonte: Fonte: Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 3
4 FACTORES QUE AFECTAM AS FERRAMENTAS DE CORTE Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 4
5 Materiais & Revestimentos para ferramentas de corte por arranque de apara Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 5
6 REQUISITOS PARA UMA FERRAMENTAS DE CORTE Resistência à compressão; Dureza; Tenacidade; Resistência à flexão; Resistência do gume cortante; Resistência interna de ligação; Resistência a quente; Resistência à oxidação; Baixa tendência à fusão e caldeamento; Resistência à abrasão; Condutividade térmica, calor específico e expansão térmica. Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 6
7 CRONOLOGIA DA EVOLUÇÃO NAS FERRAMENTAS (1) Aços ao Aço Rápido Stellite Aço Rápido Carbonetos Carbono (16%W, 4%Cr, 1%V) (2-4%V, 5-12%Co) Sinterizados Indústria I Guerra Indústria Automóvel Mundial Aeronáutica Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 7
8 CRONOLOGIA DA EVOLUÇÃO NAS FERRAMENTAS (2) Carbonetos para aços HSS (W, V, Co, Mo, C), Cerâmicos, Diamante Cerâmicos, Cermet s Carbonetos revestidos, PCD Sintético II Guerra Mundial Indústria Petroquímica, Polímeros Reactores de Aviões, Programas Redução dos Custos de Produção Espaciais Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 8
9 CRONOLOGIA DA EVOLUÇÃO NAS FERRAMENTAS (3) Cerâmicos de Carbonetos Revestimentos CBN, Sialon, Alta revestidos a sofisticados, HSS Revestido Performance diamante Refrigeração interior Superligas para a Defesa Just-in-Time Redução dos Custos de Produção Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 9
10 PERFORMANCE DAS FERRAMENTAS DE CORTE (1) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 10
11 PERFORMANCE DAS FERRAMENTAS DE CORTE (2) Fonte: Machinability module, IITKharagpur, India Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 11
12 TEMPO DE TRABALHO vs VELOCIDADE DE CORTE Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 12
13 CLASSES DE MATERIAIS PARA FERRAMENTAS DE CORTE Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 13
14 ESCALA NATURAL DE EVOLUÇÃO DA DUREZA Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 14
15 DUREZA vs RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS PARA FERRAMENTAS Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 15
16 RESISTÊNCIA AO DESGASTE vs TENACIDADE DOS MATERIAIS Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 16
17 DUREZA vs TEMPERATURA NOS MATERIAIS PARA FERRAMENTAS Fonte: Fundamentals of Modern Manufacturing, 2Ed, 2002, M. P. GROOVER Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 17
18 MATÉRIAS-PRIMAS PARA FABRICO DO METAL DURO Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 18
19 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO METAL DURO Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 19
20 CLASSES DE CARBONETOS DE TUNGSTÉNIO Fonte: SANDVIK Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 20
21 CLASSES DE CARBONETOS DE TUNGSTÉNIO PARA AÇOS Fonte: SANDVIK Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 21
22 CLASSES DE CARBONETOS DE TUNGSTÉNIO (EM GERAL) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 22
23 REVESTIMENTO MULTI-CAMADADE FERRAMENTAS Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 23
24 EXEMPLO DE REVESTIMENTO MULTI-CAMADADE FERRAMENTAS TÉCNICAS USADAS: PVD; CVD. ESPESSURAS: Mínima: 1µm; Máxima: 18µm. VANTAGENS: Melhor performance; Reduz as forças de corte; Maior resistência ao desgaste; Menor atrito; Melhora a qualidade superficial; Melhor condução do calor; Menor adesão (Alumínio, etc.). Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 24
25 TÉCNICAS DE PRODUÇÃO DE REVESTIMENTOS Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 25
26 REVESTIMENTOS PARA FERRAMENTAS DE CORTE TiN (Nitreto de Titânio) Dá uma coloração dourada; Óptima resistência ao desgaste; Permite detecção fácil de avarias. Al 2 O 3 (Alumina) Excelente resistência a choques térmicos; Excelente resistência a choques mecânicos. TiAlN (Nitreto de Titânio/Alumínio) Óptima resistência ao desgaste; Fonte: SANDVIK Ti (C,N) (Carbonitreto de Titânio) Melhor resistência a quente; Óptima resistência ao desgaste; Alta resistência à oxidação; Dureza 33% superior ao TiN; Elevada tenacidade; Elevada tenacidade; Baixo coeficiente de atrito. Baixo coeficiente de atrito. Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 26
27 EFEITO DO REVESTIMENTO NO CORTE DE AÇO Fonte: BALZERS Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 27
28 TENDÊNCIAS ACTUAIS EM REVESTIMENTOS PARA FERRAMENTAS Fonte: Armor for cutting tools, James Benes Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 28
29 MAQUINABILIDADE vs REVESTIMENTOS UTILIZADOS Fonte: PVD Coatings,Cutting tools, Dr. Dennis T. Quinto, SECA Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 29
30 DUREZA e CONDUTIVIDADE TÉRMICA DE ALGUNS MATERIAIS Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 30
31 AVARIAS MAIS USUAIS EM FERRAMENTAS (1) Fonte: Fundamentals of Modern Manufacturing, 2Ed, 2002, M. P. GROOVER Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 31
32 AVARIAS MAIS USUAIS EM FERRAMENTAS (2) DESGASTE EM CRATERA Fonte: Fundamentals of Modern Manufacturing, 2Ed, 2002, M. P. GROOVER DESGASTE DO FLANCO Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 32
33 Investigação & Desenvolvimento em ferramentas de corte por arranque de apara Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 33
34 CÉLULA DE CARGA PARA MEDIÇÃO DAS FORÇAS DE CORTE SEGUNDO 4 COMPONENTES DISTINTAS (TRÊS EIXOS ORTOGONAIS E BINÁRIO) Fonte: KISTLER Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 34
35 ANÁLISE DA FORMAÇÃO DA APARA (1) 10000rpm, Alumínio, Fresa Ø20mm, Metal Duro Filmado a 10000fps Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 35
36 ANÁLISE DA FORMAÇÃO DA APARA (2) Fonte: DORMER Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 36
37 Processos Avançados de Maquinagem Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 37
38 MAZAK VARIAXIS Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 38
39 MAZAK INTEGREX 200 Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 39
40 WFL MILLTURN (1) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 40
41 WFL MILLTURN (2) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 41
42 POSSÍVEIS AMEAÇAS À MAQUINAGEM ALUMINA (c) de alta resistência para aplicações a altas temperaturas Rotores de turbinas a gás em NITRETO DE SILÍCIO Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 42
43 DESAFIOS PARA A MAQUINAGEM METAL POROSO MATERIAL DE BAIXO ATRITO MATERIAL DE BAIXO ATRITO (METAL ou CERÂMICO) POLI- ETILENO (PE) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 43
44 Conferência Seminário Tecnologias Materiais em de Engenharia Corte Para reflectir! Como seleccionar correctamente uma ferramenta? Tipificar as peças que normalmente produzem; Tipificar os materiais que normalmente maquinam; Ponderar a relação velocidade/desgaste/tempo de troca das ferramentas; Ponderar as vibrações a que as ferramentas vão estar sujeitas; Na fresagem, ponderar a relação comprimento/diâmetro da ferramenta (acessibilidade); A ferramenta mais cara, nem sempre é a melhor. Cada caso é um caso. Como aumentar a produtividade? Seleccionar equipamento evoluídos, tendo em atenção o seu mercado-alvo; Para produção em grande série, investir em máquinas multi-task (paletes); Investir em bons sistemas CAD- CAM; Investir em sistemas de medição e posicionamento rápido; Investir em sistemas de medição das ferramentas; Formar e motivar os operários. Materiais Materiais para Convencionais ferramentas, Revestimentos em Engenharia & e Novos suas Aplicações processos 44
45 Algumas visitas já efectuadas Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 45
46 ISEP na VOLVO CARS ENGINE (Skovde Suécia) ( ) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 46
47 ISEP na OUTOKUMPU (Avesta Suécia) ( ) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 47
48 ISEP na DORMER (Rovereto Itália) ( ) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 48
49 ISEP na PAGANI (Modena Itália) ( ) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 49
50 ISEP na DUCATI (Bolonha Itália) ( ) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 50
51 ISEP na VW (Salzgitter Alemanha) ( ) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 51
52 ISEP na AMG (Affalterbach Alemanha) ( ) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 52
53 ISEP na AIRBUS (Bremen - Alemanha) ( ) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 53
54 ADVANCED MANUFACTURING RESEARCH CENTER (Sheffield - UK) ( ) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 54
55 ISEP na JAGUAR (Castle Bromwich - UK) ( ) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 55
56 ISEP na JCB (Rocester - UK) ( ) Materiais para ferramentas, Revestimentos & Novos processos 56
57 Conferência Seminário Tecnologias Materiais em de Engenharia Corte Questões??? Materiais Materiais para Convencionais ferramentas, Revestimentos em Engenharia & e Novos suas Aplicações processos 57
58 Conferência Seminário Tecnologias Materiais em de Engenharia Corte Fim Obrigado pela vossa atenção Materiais Materiais para Convencionais ferramentas, Revestimentos em Engenharia & e Novos suas Aplicações processos 58
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