Fluidos de corte - Parte 2

Olá, neste texto conforme combinado, estarei publicando algumas das perguntas e respostas mais frequentes sobre o MQL.

1- Para quais tipos de usinagem é indicado o MQL?
Este sistema pode ser usado em quase todos os tipos de usinagem, principalmente em usinagem para ferramentas com corte definido. Já existem aplicações no entanto neste tipo de usinagem em ferramentas de geometria indefinida (afiação).

2- Em quais tipos de usinagem não se pode usar o MQL?
Somente em equipamentos que não permitam a instalação do aparelho. Deve-se para isso fazer a pergunta: Existe a possibilidade de instalar o aparelho na máquina e trazer os bicos nebulizadores ao local da usinagem?

3- Quais condições básicas eu necessito para instalar os aparelhos MQL?
Para os sistemas MQL, é imprescindível possuir seu próprio aparelho, bem como instalação de ar comprimido em média ou alta pressão.

4- Qual a relação profundidade x diâmetro na usinagem com ferramentas sem refrigeração interna?
Com base para furação, pode-se definir 2,5 a 3 X o diâmetro. Conforme a qualidade do material deve-se variar este campo às vezes para mais ou para menos.

5- Posso usinar com névoa através do furo de lubrificação interna do fuso da máquina?
Sim, através do conhecido fuso com refrigeração interna, distinto das máquinas com refrigeração externa.

6 -O que eu ganho instalando o sistema MQL?
O MQL tornará o processo mais eficiente. Haverá diminuição de consumo de óleo ou líquido refrigerante das máquinas. Os cavacos e as peças sairão da máquina, secos. Também a máquina e a região próxima, permanecerá seca havendo a melhoria do ambiente de trabalho. Não será mais necessário o uso de emulsões e óleos refrigerantes na usinagem. Como regra geral, a vida-útil das ferramentas permanece a mesma, mas em alguns casos, aumenta.

7- Como posso comparar a vida-útil entre usinagem a seco e usinagem com MQL?
Se compararmos usinagem em seco contra usinagem com MQL, há certamente um grande ganho em termos de vida-útil. Se compararmos com a usinagem molhada, no mínimo ocorre a permanência da mesma vida-útil, ocorrendo em muitos casos aumento da vida-útil.

8- Permanecem as peças usinadas com MQL secas, de maneira que possa continuar as demais operação sem que necessite efetuar a lavagem das peça?
Isto depende principalmente da viscosidade do óleo e a quantidade de vazão regulada. Em usinagens rápidas, como um furo, as peças saem absolutamente isentas de óleo. Em grandes usinagens, como moldes, por exemplo, as peças ficam oleadas pelo longo tempo de exposição à névoa de óleo.Se a quantidade de óleo existente nas peças devem então ser lavadas, fica a critério do usuário definir em função das características do processo

9- Pode-se com o ar soprado do MQL, remover por sopro, cavacos leves?
Até um certo grau, podem ser removidos cavacos leves da região de sopro.

10- Necessito de ferramentas especiais para uso com MQL?
Normalmente, pode-se empregar as mesmas ferramentas até então usadas. Às vezes, otimiza-se o processo com a introdução de ferramentas com cobertura especiais para MQL, especialmente ferramentas com refrigeração interna.

11- Tenho que alterar os parâmetros de corte?
Em princípio, não. Somente se houver necessidade de melhorar a vida-útil, ou necessidade em alterar a temperatura da usinagem.

12- É alto o custo para instalar um sistema MQL?
Isso depende da máquina e do aparelho adquirido. Em sistemas mais simples como o Pulsomat ou Spraymat são instalados em no máximo 30 minutos. Em sistemas complexos, depende das ligações pneumáticas necessárias e das dificuldades de instalação dos bicos dosadores.

13- Tenho que fazer alguma alteração na máquina para usar o MQL?
Em muitos casos as máquinas podem usar o sistema sem alterações, porém depende da instalação e uso da máquina em questão.

14- Indica-se com vantagens MQL em contrapartida à usinagem molhada?
Com o uso deste sistema, os colaboradores raramente têm contato com óleos refrigerantes, reduzindo com isso o risco de dermatites, bem como o risco de escorregamentos, pela limpeza do piso em redor da máquina.

15- Eu preciso de sistema de exaustão nas máquinas?
Em regra geral, nossos clientes não percebam a necessidade de exaustão. Porém se conhecidamente os bicos geram aerossol, a usinagem se concentra por longos períodos no mesmo local da peça, se colaboradores trabalham diretamente no local de trabalho, pode-se então recomendar um sistema de exaustão.

fonte: http://www.inaplus.com.br/

Assim, na terceira parte desta matéria (jan/2010) sobre fluidos de corte, estarei comentando algumas situações reais que já vivenciei nos processos de usinagem visitando clientes no nosso mercado.

Até lá, e grande abraço

Msc. Sander Gabaldo

Fluidos de corte

A pedido de nossos amigos leitores, iniciarei uma série com três artigos que irão abordar o tema “Fluidos de Corte” conforme abaixo:

1) A importância do fluido de corte e o processo MQL (mínima quantidade de lubrificante).
2) Perguntas e respostas mais frequentes sobre o MQL .
3) No pé da máquina: Refrigeração, utilizar ou não, eis a questão (baseado em experiências práticas no dia-dia das Empresas)!

Fluidos de corte - Parte 1
1) A importância do fluido de corte e o processo MQL (mínima quantidade de lubrificante)

O objetivo de um fluido de corte solúvel no processo de usinagem é a de proporcionar lubrificação e refrigeração (e também a lavagem dos cavacos da região de corte) que elimine e/ou minimize o calor produzido entre a peça e a ferramenta de corte.

Entretanto, as indústrias de manufatura enfrentam constantemente pressões para a redução de custos ao mesmo tempo que precisam atender elevados padrões de qualidade. Uma importante oportunidade de redução de custos é encontrada na redução da utilização dos fluidos de corte nos processos de usinagem.

Os principais fatores de motivação e de benefícios do emprego da redução da utilização de fluidos de cortes são:

• Aspectos ambientais (poluição e a legislação ambiental, transporte e descarte, etc) .


• Econômico (custos de aquisição, manutenção e descarte).


• Saúde ocupacional (saúde e satisfação dos usuários).


• Ganhos de imagem da empresa (em função da excelência nos três itens anteriores)
  

Os principais tipos de fluidos são:

• Emulsão: óleo é adicionado a água (~10% óleo e 90% água, depende da aplicação e origem do produto utilizado na emulsão), produzindo uma dispersão de pequenas gotas de óleo em uma fase contínua de água. Vazões superiores a 4 l/min.


• Mínimas quantidades de lubrificante (MQL): uma quantidade mínima de lubrificante é atomizada na região de corte, através de um fluxo de ar comprimido. Vazões inferiores a 100 ml/h.


• Seco: ausência total de fluido lubri-refrigerante.
  

MQL (mínima quantidade de lubrificante)

A usinagem sem refrigeração ou MQL começou a ser discutida principalmente no momento em que as empresas verificaram que os custos de parada de máquina para troca e descarte do óleo podem representar de 2 até 17 % do custo total de produção de uma peça. Além do fator custo, o crescente rigor das legislações ambientais e a maior consciência ecológica dos usuários e empresas são apontados como outros motivos para a discussão deste tema. Estudos na usinagem de peças sem refrigeração vem sendo realizados pelos fabricantes de ferramentas de corte com o objetivo de aperfeiçoar seus produtos, embora o objetivo principal neste caso seja apenas eliminar a influência do fluido de corte na usinagem e focar no efeito da eficiência da ferramenta sobre o material a ser usinado.

A tendência mundial visa à usinagem sem fluido de corte (seco), cujo objetivo é reduzir os custos com a compra de fluidos de corte e sua destinação final, problemas ocupacionais, tais como doenças de pele (dermatites) e variações de sintomas respiratórios, e relacionados ao meio ambiente, onde os fluidos de corte tornam-se graves poluentes da água, solo e ar.

Certamente, os grandes fabricantes de lubrificantes têm se empenhado muito no esforço de melhorar a cada dia a qualidade de seus produtos e dos seus serviços de atendimento técnico em todo o mundo, visando evitar trocas desnecessárias e custos de descarte das emulsões.

Na usinagem com condições mais severas de corte, como por exemplo na furação (acima de 3X Diâmetro de corte), a não-utilização de fluido de corte tem algumas restrições devido a maiores esforços térmicos e mecânicos do processo, havendo a necessidade de facilitadores do processo (facilitar a remoção dos cavacos da área de corte através da geometria de helicoidal da ferramenta).

Existe a possibilidade da utilização do método MQL em diversos processos de fabricação, conforme exemplos abaixo:

Usinagem:

• Fresamento
• Torneamento
• Furação
• Rosqueamento
• Escareamento
• Mandrilamento
• Estampagem
• Serramento
• Brochamento

Conformação:

• Estampagem
• Curva e dobra

Assim para finalizarmos esta primeira parte deste assunto, o conceito MQL pode ser definido como a atomização de uma quantidade mínima de lubrificante (menor que 100 ml/h) em um fluxo de ar comprimido. Essas quantidades mínimas de fluido são suficientes para reduzir substancialmente o atrito na ferramenta e evitar a aderência de material, considerando que a área de contato cavaco/ferramenta é muito pequena.

Os principais resultados dos trabalhos de MQL demonstram:

• Existe a viabilidade técnica e econômica da aplicação da redução da utilização de fluidos de corte em processos de fresamento e furação.


• A redução da utilização de fluidos nos processos de usinagem propicia redução de custos, facilita o atendimento às legislações ambientais e os danos à saúde dos trabalhadores
  são reduzidos de forma significativa.


• No caso do emprego da técnica MQL, especial atenção deve ser voltada ao controle e à coleta das gotículas de óleo atomizadas suspensas no ar e no interior da máquina.

Vídeo 1 - MQL - Furação de liga de alumínio.

Vídeo 2 - MQL - Rosqueamento de liga de alumínio.

Gentileza Walter do Brasil: www.walter-tools.com

Dúvidas, sugestões, comentários, informações complementares, por favor, não hesitem em colaborar.

Sites pesquisados:
www.novaquimica.wordpress.com/
www.nei.com.br/
www.skf.com/
www.ucs.br/
www.unimep.br/
http://www.walter-tools.com/

Grande abraço e até o artigo "fluidos de corte -parte 2"

Msc. Sander Gabaldo

Por dentro da norma: Classificação dos Aços segundo a norma DIN

Olá amigos, neste artigo iremos falar sobre a classificação dos aços segundo a norma DIN norma Alemã para padronização: Deutsches Institut für Normung ).

Você profissional da usinagem, seja o operador da máquina, o supervisor, o vendedor de ferramentas de corte ou até mesmo o dono da empresa, quem nunca se "assustou" ou achou estranho a designação dos materiais para construção mecânica como por exemplo o 39CrMoV139 ou X5CrNiMo17122 e pensou.... qual será a composição química deste material ?

Na pratica analisamos a formação do cavaco, o tipo de desgaste da ferramenta, o tempo de vida e tiramos algumas conclusões como por exemplo: é um aço mole ou duro, material com tendência a "grudar' na ferramenta, o aço "comedor de pastilha", etc....





Assim iremos dar algumas dicas para facilitar a identificação/classificação dos materiais segundo a norma DIN.

A norma DIN está subdividida em aços ao carbono e em aços-liga

a) Aços ao carbono:
Utiliza-se o símbolo St (de stahl, que significa aço em alemão), seguido da
resistência mínima à tração.
Ex: St 42 (resistência à tração = 42 kg/mm²).

No caso de aços de qualidade, emprega-se a letra C seguido do teor de
carbono multiplicado por 100.
Ex: C 35 (teor médio de carbono = 0,35%).

Quando o aço é considerado fino (com baixo teor de fósforo e enxofre), usa-se
o símbolo CK, seguido do teor médio de carbono multiplicado por 100.
Ex: CK15 (aço fino com teor médio de carbono = 0,15%).

b) Aços-liga:
No caso de aços com baixa liga, estes são representados de acordo com o
seguinte exemplo:
25 Cr Mo 4, onde :
=> 25 é o teor de carbono multiplicado por 100 (ou seja 0,25%)
=> Cr e Mo são símbolos dos elementos de liga e 4 é a porcentagem do
multiplicador do elemento de liga .

Abaixo encontramos os elementos e seu fator de multiplicação.
Cr, Co, Mn, Ni, Si, W ==> multiplicador = 4
Al, Cu, Mo, Ti, V ==> multiplicador = 10
C, P, S, W ==> multiplicador = 100

Outro exemplo: 10 Cr Mo 9 10
=> carbono = 0,1%; (10/100 => 0,1%)
=> cromo = 2,25%; (9 / 4 => 2,25%)
=> molibdênio =1,0% (10/10 = 1,0%)

No "pé" da máquina, na verdade iremos dividir o valor do elemento químico pelo fator multiplicador e assim encontraremos o percentual. Porém a norma foi criada como sabendo o percentual do elemento x o fator multiplicador, e encontramos a descrição do material !!!

c) Aços de alta liga

No caso de aços de alta liga, com designação da letra " X" antes é dispensado o multiplicador. A designação é feita antepondo-se a letra X e dispensando os multiplicadores, com exceção do multiplicador do carbono.

Ex 1: X 10 Cr Ni Ti 1892
=> 0,1% de carbono;
=> 18% de cromo;
=> 9% de níquel;
=> 2% de titânio).

Ex 2: X 2 Cr Ni Mo 18 12 (aço inoxidável austenítico - 1.4435)
=> 0,02% de carbono
=> 18% de cromo
=> 12% de níquel
=> menor de 1% de molibdênio

Importante: Verificamos 3 elementos químicos e apenas 2 números (para Cr e Ni respectivamente). Assim, como não foi apresentado um número para o Molibidênio, isso representa que o percentual deste elemento químico é menor que 1%.


Ex 3: X 15 Cr 13 (aço inoxidável martensítico - 1.4024)
=> 0,15% de carbono
=> 13% de cromo

Assim, identificando corretamente o percentual dos elementos químicos somado a experiência na usinagem dos aços, podemos identificar corretamente o material de corte ideal (metal duro com ou sem cobertura, cerâmica, entre outros) e também as características geométricas da ferramenta de corte e seus parâmetros de corte adequados para uma alto desempenho na usinagem com os melhores custos de produção.

Havendo dúvidas, não hesite em contatar-me.

abraço

MSc. Sander Gabaldo

Você sabia? Usinagem de componentes para turbina de aeronaves

Você já deve ter ouvido falar que os aviões modernos tipo Airbus A380 ou Boeing 787 Dreamliner são compostos de materiais para construção mecânica de alta resistência (figura 1), como por exemplo, os Plásticos Reforçados com Fibras de Carbono(CFRP), os Plásticos Reforçados com Fibras de Vidro(GFRP) e também as já consagradas ligas e super ligas de Titânio (Ti6Al4V, Ti 10-2-3, Ti 5553), as super ligas a base de Níquel, Cobalto e Ferro (Inconel 718, Hastelloy, Waspaloy) e para terminas as ligas de aços Inoxidáveis (15-5 PH ,17-4 PH, Carpenter 465).

Figura 1



O mais surpreendente é que apesar de todos serem materiais de difícil usinagem (ISO S e ISO M), as características das ferramentas de corte pode ser totalmente diferente de um material para outro. Vamos tomar como base a turbina do Airbus A380, uma aliança entre os fabricantes GE e PW com custo estimado de R$27 milhões (figura 2).

Figura 2




A turbina, de um modo para fácil entendimento, é um motor de movimenta o avião através do deslocamento da massa do ar. Ela suga o ar da atmosfera e após a combustão expulsa os gases a uma alta velocidade, gerando a aceleração da aeronave

Como visto na figura 3, na região de baixa temperatura da turbina (AZUL) ocorre a entrada do ar e o material de construção mecânica utilizado para a fabricação dos componentes desta parte da turbina é o Titânio e suas ligas. Já na região de alta temperatura (VERMELHA), ou seja, na saída dos gases em altas velocidades e temperaturas, o material utilizado é o Níquel e suas ligas.

Figura 3







O titânio e suas ligas tem comportamento extremamente diferente do níquel e suas ligas. Com o aumento da temperatura (seja ela na aplicação do produto, ou durante a usinagem), o titânio tende a perde resistência mecânica (figura 4), enquanto o níquel preserva esta característica.

Figura 4








Assim, os mais modernos materiais corte para usinagem disponíveis no mercado possuem as seguintes características em função do material a ser usinado, conforme abaixo:

Titânio e suas ligas:
- metal duro de micro grão (para alta resistência a abrasão).
- com ou sem cobertura (60-70% não possuem cobertura).
- arestas de corte retificadas para maior precisão dimensional e manter geometrias de corte extremamente afiadas (para evitar aresta postiça de corte).

A principal função destas ferramentas, é manter a temperatura de usinagem baixa para evitar uma possível perda das características mecânicas deste material.

Níquel e suas ligas:
- metal duro de micro grão (para alter resistência a abrasão, desgaste de entalhe e deformação plástica).
- com cobertura pelo processo PVD (espessura multi-camadas de 4 a 6 microns).
- pastilhas sinterizadas (ou retificadas).
- Cerâmica e CBN também podem ser utilizados para usinagem de níquel.



Para ambos materiais e suas ligas, a refrigeração é fundamental para um melhor desempenho da ferramenta de corte.

Antes de finalizarmos esse tema, não se esqueça ou assuste, enquanto falamos em vida útil por aresta de corte para aços e ferros fundidos entre 20 - 35 metros, os materiais do grupo ISO S, tem vida útil na faixa de 0,3 - 1,0 metros por aresta de corte !!!



Havendo dúvidas, por favor, não hesite em contactar-me.

Grande abraço

MSc. Sander Gabaldo

O que é Usinagem ?

Bem amigos, como o proprio nome do blog diz "usinagem sem segredos", nada mais justo que iniciarmos a série matérias sobre os conceitos básicos de usinagem com a seguinte pergunta: O que é usinagem ? Mas antes de responder essa pergunta, vamos conhecer a norma DIN8580 de 1985.

A norma DIN 8580 classifica os vários processos de fabricação, como abaixo:

1. Formação de origem (grupo 1)
2. Conformação (grupo 2)
3. SEPARAÇÃO (grupo 3)
4. União (grupo 4)
5. Revestimento (grupo 5)
6. Modificação das propriedades dos materiais (grupo 6)

Nesta classificação existe um item denominado “separação”, com subitem chamado separação com formação de cavacos que, por sua vez, se subdivide em dois outros subitens, conforme sejam utilizadas ferramentasde geometria de corte definida ou ferramenta de geometria de corte não definida. Esta classificação foi feita baseando-se no princípio de que os processos de usinagem, que utilizam ferramentas com geometria de corte definida, tais como, torneamento, fresamento, são mais adequados para remoção de elevadas taxas de material, ao passo que, os processos de usinagem, que utilizam ferramentas com geometria de corte não definida, são mais indicados para a obtenção de acabamentos finais, nas peças.


Assim, a resposta da pergunta é:
=> Usinagem é um conjunto de operações que dão forma a uma peça através da remoção de material (cavaco).
Como exemplo, podemos citar, o processo de torneamento, fresamento, furação, retificação, brunimento, entre outros.

A usinagem é dividida em dois grupos:
1) Usinagem utilizando ferramentas com geometria de corte definida: Torneamento, furação, fresamento, serramento, aplainamento, limagem, brochamento, escovamento, rasqueteamento (ou seja, tudo que você consegue medir a geometria de corte).

2) Usinagem utilizando ferramentas com geometria de corte indefinida: Retificação com rebolos, brunimento, lapidação, jateamento, abrasivos em geral (ou seja, geometrias de corte que você não consegue medir....abrasivos, cada abrasivo tem sua geometria específica, tamanho, afiação.....ou seja, totalmente diferente de um inserto de corte para torneamento, ou uma ponta de broca).



Dúvidas, não hesite em contatar-me.

Abraço e até a próxima

M.Sc. Sander Gabaldo