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REAL Apostila Métodos e Processos de Fabricação Apresentação Este Catálogo de Processos de Fabricação é um trabalho desenvolvido durante a disciplina Proces- sos de Fabricação, do Departamento de Engenha- ria Mecânica da Universidade de Brasília, oferecida aos alunos do curso de Desenho Industrial. O catálogo visa, ainda que parcialmente, suprir a carência de materiais didáticos adequados aos estudantes design. Seu conteúdo, que continua em construção, foi formulado pelos alunos do segundo semestre de 2004 e primeiro de 2005, sob a orien- tação do professor Alberto Carlos Diniz. Catálogo de formas Pode ser obtido por: brochamento Forma da peça Forma da ferramenta Brochamento externo Brochamento interno Pode ser obtido por: torneamento Forma da peça Forma da ferramenta Torneamento cônico Rosqueamento Faceamento Faceamento de ressaltos Torneamento de perfis Forma da peça Forma da ferramenta Perfilamento Sangramento Recartilhamento Torneamento cilíndrico Torneamento cilíndrico interno Catálogo de formas Pode ser obtido por: furação 1. Furação 2. Alargamento de furo 3. Furação escalonada 4. Broqueamento 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 5. Rebaixamento de furo 6. Escariamento 7. Alargamento de precisão 1. 2. Pode ser obtido por: fresagem 1. Fresa convexa / Perfil côncavo 2. Fresa côncava / Perfil convexo Fresas verticais Catálogo de formas Pode ser obtido por: planaimento 1. 3.2. 4. 1. Aplainamento de rasgos 2. Aplainamento de guias 3. Aplainamento de ranhuras em T 4. Aplainamento de perfis Pode ser obtido por: retificação 1. 2. 3. 1. Retificação superficial 2. Retificação externa 3. Retificação interna Catálogo de formas Pode ser obtido por: fundição Forma da peça Fôrma Pode ser obtido por: injeção Forma da peça Fôrma Pode ser obtido por: eletroerosão Processo Forma da peça Usinagem da Madeira .Características e pro- priedades da madeira .Tipos de corte .Processso de usinagem .Máquinas .Características que influenciam a usinagem .Principais defeitos .Tabelas Processos Metalúrgicos .Fundição .Metalurgia do pó .Soldagem elétrica .Soldagem a gás .Soldagem a resistência .Conformação mecânica .Forjamento .Extrusão .Cunhagem .Estampagem .Laminação .Trefilação Índice Processo de Fabricação Introdução Catálogo de formas Processos de Usinagem .Torneamento .Fresagem .Fresagem de engrenagens .Plainamento .Furação .Retificação .Brochamento .Mandrilamento .Eletroerosão .Lapidação .Brunimento .Superacabamento .Métodos avançados Anexos .Prototipagem rápida .Automação e comando numérico .Adesivos .Tratamentos de superfície Plásticos .Conformação no estado líquido .Injeção de plásticos .Conformação no estado plástico .União de plásticos .Usinagem de plásticos e acrílicos Processos de Usinagem Os processos de usinagem têm como característica principal a retirada de cavaco, e são largamente uti- lizados na indústria. Neste capítulo estão descritos os principais métodos tradicionais e avançados de usina- gem industrial. Torneamento Variando os movimentos, a posição e o formato da ferramenta, é possível realizar uma grande variedade de operações: 1. Tornear superfícies externas e internas 2. Tornear superfícies cônicas externas e internas 3. Roscar superfícies externas e internas 4. Perfilar superfícies 5. Furar 6. Fresar 7. Retificar Além dessas operações, é possível furar, alargar, recartilhar, roscar com machos e cossinetes, mediante o uso de acessórios próprios para a máquina-ferramenta. Ferramentas de corte de um torno e os respectivos perfis resultantes de seu uso Definição O processo se baseia no movimento da peça em torno de seu próprio eixo. Trabalha com peças cilíndricas movidas por um movi- mento uniforme de rotação em torno de um eixo fixo. O torneamento acontece mediante a reti- rada progressiva do cavaco da peça traba- lhada. O cavaco é cortado por uma ferra- menta de um só gume cortante, que deve ter uma dureza superior à do material a ser cortado. A ferramenta penetra na peça, cujo movi- mento rotativo ao redor de seu eixo permi- te o corte contínuo e regular do material. A força necessária para retirar o cavaco é feita sobre a peça, enquanto a ferramenta contrabalança a reação dessa força. São necessários três movimentos relativos entra a peça e a ferramenta: 1. Movimento de corte, 2. Movimento de avanço, 3. Movimento de penetração. operações com o torno Torneamento A máquina de tornear A máquina utilizada no torneamento é cha- mada de torno. As partes de um torno univerasal são: 1. Corpo da máquina: barramento, cabe- çote fixo e móvel, caixas de mudança de velocidade. 2. Sistema de transmissão de movimen- to do eixo: motor, polia, engrenagens e redutores. 3. Sistemas de deslocamento da ferramen- ta e de movimentação da peça em dife- rentes velocidades: engranagens, caixa de câmbio, inversores de marcha, fusos e vara. 4. Sistemas de fixação da ferramenta: tor- re, carro porta-ferramenta, carro trans- versal, carro principal ou longitudinal; 5. Sistemas de fixação da peça: placas e cabeçote móvel; 6. Comandos dos movimentos e das velo- cidades: manivelas e alavancas. Essas partes são comuns a todos os tornos. O que diferencia um dos outros é a capaci- dade de produção , se é automático ou não e o tipo de comando: manual, eletrônico ou por computador. a - placa b - cabeçote fixo c - caixa de engrenagens d - torre porta-ferramenta e - carro transversal f - carro principal g - barramento h - cabeçote móvel i - carro porta-ferramenta Fixação da peça Para realizar o torneamento, é necessá- rio que tanto a peça quanto a ferramenta estejam devidamente fixadas. Quando as peças a serem torneadas são de pequenas dimensões, de formato cilíndrico ou hexa- gonal regular, elas são presas por meio de um acessório chamado de placa universal de três castanhas. A peça é presa por meio de três castanhas, apertadas simultaneamente com o auxílio de uma chave. Cada castanha apresenta uma superfície raiada que melhora a capacidade de fixação da castanha em relação à peça. De acordo com os tipos de peças a serem fixadas, as castanhas podem ser usadas de diferentes formas: (1) Para peças cilíndricas maciças como eixos, por exemplo, a fixação é feita por meio da parte raiada interna das castanhas voltadas para o eixo da placa universal. (2) Para peças com formato de anel, utili- za-se a parte raiada externa das castanhas. (3) Para peças em forma de disco, as cas- tanhas normais são substituídas por casta- nhas invertidas. Cabeçote móvel Para operações de furar no torno, usa-se a broca e não uma ferramenta de corte. Para fixar a ferramenta para furar, escarear, alar- car e roscar, usa-se o cabeçote móvel. O cabeçote móvel é a parte do torno que se desloca sobre o barramento. É composto por: base: apóia-se no barramento e serve de apoio para o corpo; corpo: suporta os mecanismos do cabe- çote móvel. Pode ser deslocado lateralmen- te para permitir o alinhamento ou desali- nhamento da contraponta; mangote: que aloja a contraponta, man- dril ou outras ferramentas para furar, esca- rear, alargar ou roscar. É fixado por meio de uma trava e movimentado por um eixo roscado acionado por um volante. Possui um anel graduado que permite controlar a pofundidade do furo, por exemplo; parafusos de fixação e deslocamento do cabeçote móvel. O cabeçote móvel tem as seguintes fun- ções: (1) de suporte à contraponta, destinada a apoiar uma das extremidades da peça a ser torneada. Torneamento(2) fixar o mandril de haste cônica usado para prender brocas, escareadores, alarga- dores e machos. (3) suporte direto para ferramentas de corte de haste cônica como brocas e alarga- dores - serve também de apoio para opera- ções de rosqueamento manual; (4) deslocar a contraponta lateralmen- te, para o torneamento de peças longas de pequena conicidade. O torno permite a execução de furos para: * Abrir furos de forma de dimensões determinadas, chamados de furos de cen- tro, em materiais que precisam ser traba- lhados entre duas pontas ou entre a placa e a ponta. Esse tipo de furo também é um passo prévio para se fazer um furo com bro- ca comum. * Fazer um furo cilíndrico por deslocamento de uma brica montada no cabeçote e com o material em rotação. É um furo de prepara- ção do material para operações posteriores de alargamento, torneamento e roscamento interno. * Fazer um superfície interna, passante ou não, pela ação de uma ferramenta deslo- cada paralelamente ao eixo do torno. Essa operação é conhecida tamabém como bro- queamento. Com ela, obtém-se furos cilín- dricos com diâmetros exatos em buchas, polias, engrenagens e outras peças. Torneamento Definição A fresagem ou fresamento é um processo de usinagem mecânica, feito por fresado- ras e ferramentas especiais chamadas fresas. A fresagem consiste na retirada do exces- so de Material da superfície de uma peça, a fim de dar a esta uma forma e acabamen- to desejados. Na fresagem, a remoção do material da peça é feita pela combinação de dois movimentos, efetuados ao mesmo tempo. Um dos movimentos é o de rota- ção da ferramenta, a fresa. O outro é o movi- mento da mesa da máquina, onde é fixada a peça a ser usinada. A variedade de tipos de máquinas, a flexi- bilidade destas e a diversidade de tipos de ferramentas tornam o fresamento de lar- ga aplicação para a usinagem de peças. Suas vantagens são encontradas na variedade de formas e superfícies que podem ser Variáveis Existem varia variaveis em um processo de fresagem. Sao elas: . Frequência de rotação . Velocidade de corte . Avanço por revolução . Avanço por dente . Velocidade de avanço . Diâmetro . Número de dentes . Profundidade de corte . Penetração de trabalho . Tempo de corte . Taxa de remoção de material Classificação A classificação das fresas pode ser reali- zada segundo vários critérios, conforme segue: a. Quanto ao método de fresamento a.1 Fresas para fresamento periférico, também denominado tangencial a.2 Fresas para fresamento frontal b. Quanto ao tipo de construção das fresas Fresagem Copiadora e perfis Pantográfica b.1 Tipo corpo ou bloco único - inteiriça b.2 Corpo com dentes soldados ou cola- dos b.3 Corpo com dentes substituíveis, fixa- dos com grampos e/ou parafusos c. Quanto a forma geométrica das fresas c.1 Corpo cilíndrico com grande largura ou comprimento (fresa cilíndrica) c.2 Corpo cilíndrico com pequena largura (fresa de disco) c.3 Corpo cilíndrico com pequena largura (serra) c.4 Corpo cilíndrico com haste própria para fixação (fresa com haste) c.5 Corpo cônico, com ou sem haste pró- pria para fixação (angular) c.6 Corpo com forma especial ou particu- lar (com perfil constante) d. Quanto ao tipo de flanco ou superfície de incidência das fresas d.1 Com superfície de incidência fresada d.2 Com superfície de incidência detalona- da e. Quanto a forma dos dentes das fresas e dos canais entre os dentes e.1 Com dentes e canais retos e.2 Com dentes e canais helicoidais (helicoidais à direita ou à esquerda) e.3 Com dentes e canais bi-helicoidais f. Quanto ao sentido de corte das fresas f.1 Fresa com sentido de corte à esquerda f.2 Fresa com sentido de corte à direita g. Quanto a montagem ou fixação das fresas na máquina (fresadora) g.1 Montagem sobre um eixo auxiliar (sobre mandril) g.2 Montagem através da sua própria has- te g.3 Montagem com auxílio de parafusos e chaveta (fresas frontais) h. Quanto a aplicação das fresas h.1 Para usinagem de rasgos e canais diversos h.2 Para usinagem de rebaixos para cha- vetas h.3 Para usinagem de guias de máquinas h.4 Para usinagem de engrenagens h.5 Para usinagem de roscas h.6 Para realizar rebaixos em superficies Fresagem Tipos de Máquinas . Fresadora vertical. Uma fresadora convencional na qual a ferramenta funcio- na perpedicularmente em relação a peça a ser usinada. . Fresadora horizontal. Uma fresadora convencional na qual a ferramenta funcio- na paralelamente em relação a peça a ser usinada. . Fresadora universal. Uma fresadora convencional na qual a ferramenta funcio- na tanto paralelamente como perpendicular- mete em relação a peça a ser usinada. Isso é possivel com a adiçao de um cabeçote para a mudança de sentido. . Máquinas de Controle Numérico (CN), sua definição é que todas as infor- mações geométricas e dimensionais contidas em uma peça, conhecida por meio de desenhos e cotas (números), seriam entendidas e processadas pela máquina possibilitando a automação da operação. . Máquinas de Controle Numerico Computadorizado. Muito similar a CN, é na verdade sua evolução. A diferença está no fato da CNC ser computadori- zada possibilitando formas ainda mais complexas, alem de maior precisao, mais rapidez e maior facilidade projetu- al. . Centros de usinagem. A evolução natural das fresadoras acabou por dar origem aos chamados centros de usin- gem. Esses são, na verdade, fresadoras às quais se juntaram outros sistemas mecânicos e eletrônicos, para obter uma máquina mais versátil. Existem ainda fresagens pelo processo Renânia e Fellows ambos utilizados para fabricação de engrenagens em larga escala. Aplicações ao Desenhista Industrial Para o desenhista industrial vale saber todas essas informaçoes sobre fresagem pois ao projetar ele pode ter em mente o que e e o que nao e possivel, como e mais barato, custo, tempo para ser fabricado. Casos mais frequentes aonde a fresagem esta envolvida num projeto de design sao: Fresagem . Automoveis: Peças, moldes, rodas, etc. . Moveis: Peças complexas de Madeira ou outros materiais . Moldes: Moldes industriais para estampagem ou fundição Fresagem Definição Engrenagens são conjuntos de duas ou mais rodas dentadas, nos quais uma roda transmite movimento à outra. Popularmen- te, chama-se engrenagem a própria roda dentada. A fabricação de engrenagens é uma das principais operações realizadas em fresa- doras. Estes componentes mecânicos estão presentes em mecanismos que vão desde um antigo ferrorama até um ônibus espacial. A fabricação de engrenagens com fresa de forma só é empregada em pequenas produ- ções e em manutenção devido ao alto tem- po necessário à sua fabricação e também por não gerar um perfil perfeito, necessário em aplicações mais exigentes. A ferramenta utilizada é a chamada fresa módulo. Para cada módulo existe um conjunto de fresas, onde cada fresa é responsável por uma faixa de dentes. Elas são fornecidas em um jogo de oito para cada módulo até o módu- lo 10. A partir deste módulo, as fresas módulo são fornecidas em um jogo de 15, porque os perfis dos dentes têm maior dimensão. Acima do módulo 4 , recomenda-se o desbaste com uma fresa de desbaste, afim de economizar a fresa-módulo (preço elevado). Divisor universal O divisor universal, também conhecido como cabeçote divisor, é um dos principais acessórios da fresadora. Sua finalidade é a de dividir uma circunferência em n partes iguais. Sendo assim pode-se usinar peças com seções na forma de polígonos regulares (quadrados, hexágonos, etc.), executar sulcos regularmente espaçados (canais de lubrificação, dentes de engrenagem, etc.), usinar cavidades circulares, etc.Os modos de divisão são três: divisão direta, divisão indireta e divisão diferencial. Divisão direta Esta forma de divisão recebe este nome pois é executada diretamente no eixo onde está fixada a peça. É a forma mais simples e limitada. Utiliza um disco perfurado denomi- nado disco divisor que possui o número de furos necessários para girar a peça e execu- tar a divisão desejada. Fresagem de Engrenagens O disco divisor pode conter mais de uma carreira de furos e furos em ambas as faces, de modo a ter maior flexibilidade, pois só é permitida a divisão em números que sejam submúltiplos do número de furos de cada carreira. Por exemplo, supondo um disco que tenha uma carreira de 24 furos pode-se executar as seguintes divisões: 2, 3, 4, 6, 8, 12 e 24. Divisão indireta A divisão indireta faz uso de uma relação de transmissão por meio de parafuso sem-fim e coroa, como mostra a figura 1.37 Como a divisão não ocorre diretamente no eixo onde a peça é fixada esta divisão recebeu o nome de indireta. Figura 1.37 – Detalhe da transmissão do divisor universal. Este sistema permite obter uma maior série de divisões com o mesmo disco divisor. Pode-se tomar, como exemplo de disco divisor, um que possui as seguintes carrei- ras de furos: face A (15, 18, 20, 23, 27, 31, 37, 41 e 47) e face B (16, 17, 19, 21, 29, 33, 39, 43 e 49). O parafuso sem-fim é comandado por uma manivela, ou manípulo, que contém um pino que ajusta-se aos furos do disco divisor. Por sua vez o sem-fim comanda uma coroa que está ligada diretamente à árvore onde fixa- se a peça. Processo Renânia Nesse processo, a fresa e o disco de aço onde são usinados os dentes da engrena- gem apresentam movimento de rotação. Isso significa que é possível submeter, ao mesmo tempo, vários dentes ao processo de corte e assim reduzir o tempo, em relação aos processos convencionais, de fabricação da engrenagem. A máquina empregada nesse processo é também chamada Renânia. Tratase de uma máquina utilizada para a produção, em lar- ga escala, de engrenagens cilíndricas com dentes retos ou helicoidais e coroas para parafusos sem-fim. Basicamente, a máquina Renânia é forma- da por um cabeçote porta-fresa e uma mesa porta-peça. Divisor Universal Fresagem de Engrenagens Máquina Renânia Nesse tipo de máquina a mesa porta-peça está ligada a uma grade de engrenagens que funciona como um aparelho divisor. Graças a isso, dá-se o sincronismo de movimento entre a mesa e o deslocamen- to da fresa, isto é, enquanto a mesa porta- peça realiza um movimento de giro, a fresa faz o movimento de corte. Ainda, ao mesmo tempo em que ocorre o movimento entre a peça e a fresa, o cabe- çote porta-ferramenta descreve um movi- mento vertical, de forma que quando a fer- ramenta deixa a peça, todos os dentes da engrenagem já terão sido usinados. É a sincronização de movimento entre a fresa e a mesa que torna possível fresar maior número de dentes da engrenagem por vez, sem que para isso seja necessária a intervenção constante do operador, como ocorre nos sistemas de fresagem conven- cionais em que a fresadora fresa um só dente por vez. O resultado é que se conse- gue maior produção de peças, com maior rapidez e exatidão nas medidas das peças. No processo Renânia, a ferramenta uti- lizada é a fresa caracol. A fresa caracol é cilíndrica e dispõe de uma hélice com ângu- lo de inclinação definido. A hélice pode ter sentido à esquerda ou à direita. Na hélice encontram-se ranhuras. São as ranhuras que geram os dentes de corte que se suce- dem em toda a espiral. Fresagem de Engrenagens Fresa Caracol Descrição Defnição: Operação de usinagem feita por máquinas (plainas). Produz superfícies planas em posição horizontal, vertical ou inclinada. Características: Utiliza-se de ferramentas com apenas uma aresta cortante, que retira o sobremetal com movimento linear; Operação de desbaste, necessitando de uso de outras máquinas para o acaba- mento; Corte feito em um único sentido, curso de retorno da ferramenta é tempo perdido; Utilização de só uma aresta cortante faci- lita a montagem e a afação e barateia o custo. Equipamentos Plaina limadora: Movimento retilíneo alternativo Corte ocorre no avanço da ferramenta Ferramenta se move enquanto ocorrem avanços transversais da peça Curso máximo – 600mm, usina peças de tamanho médio pequeno Realiza estrias, rasgos, rebaixos, chanfros e faceamento de topo graças a possibilida- de de girar e travar o porta-ferramenta em qualquer ângulo. Exerce uma forte pressão sobre a peça, que deve estar bem presa a máquina (pos- sível utilização de cunhas, calços, grampos e cantoneiras). OBS: plaina limadora vertical utilizada no aplainamento de superfícies internas de furos em perfis variados. Plaina de mesa: Plaina Plainamento Plaina Executa os mesmo trabalhos que a lima- dora, podendo ser adaptada para fresamen- to e retificação. A peça movimenta-se enquanto a ferra- menta avança transversalmente. Curso - superior a 1000mm, usina qual- quer superfície de peça (inclusive em gran- des dimensões). Quatro operações diferentes de usinagem podem ser feitas simultaneamente. Peças fixadas diretamente sobra a mesa. Quanto às operações, a plaina limado- ra pode realizar estrias, rasgos, rebaixos, chanfros, faceamento de topo em peças de grande comprimento. Isso é possível porque o conjunto no qual está o porta-ferramenta pode girar e ser travado em qualquer ângulo. mento e retificação. A peça movimenta-se enquanto a ferra- menta avança transversalmente. Curso - superior a 1000mm, usina qual- quer superfície de peça (inclusive em gran- des dimensões). Quatro operações diferentes de usina- gem podem ser feitas simultaneamente. Peças fixadas diretamente sobre a mesa. Plainamento porta-ferramenta inclinável Plaina elétri- ca: A plaina elétrica permite fazer trabalhos de desbaste de peças de madeira tais como ripas, vigas ou traves e ainda trabalhos de montagem e acabamento: aparelhar topos, rebaixar cantos ou chanfrar arestas. As profundidades do aplainamento e de re- baixamento são reguláveis e variam em função da potência da plaina. A descarga das aparas pode ser adapta- da à esquerda ou direita na maioria do apa- relhos. Equipada com uma tomada de aspira- ção e com uma base de trabalho com uma ranhura em V para fazer chanfros, a plai- na elétrica pode também ser utilizada numa bancada em posição fixa. Plaina de mesa: Executa os mesmos trabalhos que a lima- do- ra, podendo ser adaptada para fresa- Plainamento Ferramentas Iguais para qualquer tipo de plaina. Feitas geralmente de aço rápido. Utilização de metais duros em suportes para cortar materiais mais resistentes. aplainamento de rasgos aplainamento de perfis aplainamento de guias aplainamento de ranhuras em “T“ aplainamento de superfícies côncava Etapas do aplainamento 1. Aplainar horizontalmente superfície pla- na e superfície paralela; 2. Aplainar superfície plana em ângulo; 3. Aplainar verticalmente superfície pla- na; 4. Aplainar estrias; 5. Aplainar rasgos; Seqüência de operações: 1. Fixação da peça; 2. Fixação da ferramenta; 3. Preparação da máquina: regulagem de altura da mesa e regulagem do curso da ferramenta; Vantagens O aplainamento apresenta grandes vanta- gens na usinagem de réguas, bases, guias e barramentos de máquinas, porque cada passada da ferramenta é capaz de retirar material em toda a superfície da peça. Além disso, usa ferramenta de corte com uma só aresta cortante que são mais bara- tas, mais fáceis de afiar e com montagem mais rápida. Isso significa que o aplaina- mento é,em regra geral, mais econômi- co que outras operações de usinagem que usam ferramentas Desvantagens O aplainamento é uma operação de des- bas- te. Por isso, e dependendo do tipo de peça que está sendo realizada, pode ser necessário o uso de outras máquinas para realização posterior de acabamento que dão maior exatidão às medidas. Nas operações de aplainamento, o cor- te é feito em um único sentido. O curso de retorno da ferramenta é um tempo perdido. Assim, esse processo é mais lento que o fre- samento, por exemplo, que corta continua- mente. Plainamento Furação Definição Na furação uma ferramenta (broca) de dois gumes executa uma cavidade cilíndrica na peça. O movimento da ferramenta é uma combinação de rotação e deslocamento reti- líneo (ao longo do eixo do furo). Uma variante da furação é o alargamen- to de furos, onde uma ferramenta similar à broca, porém com múltiplos gumes, remove material de um furo, aumentando seu diâ- metro, ao mesmo tempo conferindo-lhe um alto grau de acabamento. Este é um proces- so típico de acabamento. Numa operação de furação, a máquina furadeira é responsável pela movimenta- ção da broca, sendo esta a responsável pela remoção de material. Para operações de furar a broca mais utilizada é a broca helicoi- dal, mas a par desta ainda existe um gran- de número de brocas para as mais diversas finalidades. Na escolha da broca devem ser considera- dos os seguintes fatores: 1. Diamêtro do furo a ser aberto; 2. Material a ser perfurado; 3. Aguçamento da broca. Furadeiras Furadeiras são máquinas que têm como função principal executar furos nos mais diversos tipos de materiais. Para tanto o motor da furadeira aplica uma alta velocida- de de rotação a uma ou várias brocas que serão responsáveis pela remoção de mate- rial desejada. Para as diferentes condições de perfuração requeridas, foram criados diferentes modelos de furadeiras. Antes de se escolher a furadeira ideal para o traba- lho a ser realizado devem ser avaliados os seguintes aspectos: 1. Forma da peça; 2. Dimensões da peça; 3. Número de furos a serem abertos; 4. Quantidade de peças a serem produzi- das; 5. Diversidade no diâmetro dos furos de uma mesma peça; 6. Grau de precisão requerido. Algumas Classificações: 1. Furadeira Portátil; 2. Furadeira Sensitiva; 3. Furadeira de Coluna; 4. Furadeira de Árvores Múltiplas; 5. Furadeira Radiais; 6. Furadeira Múltipla de Cabeçote Único; 7. Furadeira Múltipla de Múltiplos Cabeço- tes; 8. Furadeira de Comando Numérico; 9. Furadeira de Bancada; As furadeiras apresentam os 5 subsistemas comuns às máquinas atuais: 1. Subsistema de Sustentação 2. Subsistema de Fixação e Movimentação da Ferramenta 3. Subsistema de Fixação da Peça 4. Subsistema de Acionamento Principal 5. Subsistema de Avanço Furação Brocas As brocas são as ferramentas de abertu- ra de furos. Possuem de 2 até 4 arestas de corte e sulcos helicoidais por onde corre o cavaco. Os tipos de brocas mais comuns são: bro- ca cilíndrica, broca de centro, broca calçada com pastilha e broca múltipla. A broca de centro é uma broca curta e de diâmetro rela- tivamente grande. Sua alta rigidez impede que ocorra uma flanbagem e que o furo seja executado fora do local correto. Sua função é a de iniciar o furo de uma peça, ou seja, fazer um pequeno furo para que a ponta da broca não se desloque-se da posição. broca de centro As brocas calçadas com pastilha são indi- cadas para furação de materiais de maior dureza e/ou para obter-se rendimentos superiores. Neste tipo de broca as pastilhas são soldadas ao corpo. broca calçada Similares às brocas calçadas há as brocas com pastilhas intercambiáveis, largamente utilizadas em altas produções e em máqui- nas CNC, devido a rapidez e simplicidade em se manter a afiação do gume cortante. brocas com dentes postiços As brocas canhão, que têm um único fio cortante, são indicadas para execução de furos profundos, entre 10 e 100 vezes o seu diâmetro. brocas canhão As brocas múltiplas são especialmente afiadas para executar furos complexos em apenas uma operação. As possibilidades de combinação são muito grandes. Sua aplica- ção é voltada para grandes produções onde o custo de preparação de brocas especiais acaba se diluindo na execução de grandes lotes em tempos mais reduzidos. brocas múltiplas As brocas com furos para fluido refrige- rante. O refrigerante é enviado diretamente para a região de formação do cavaco, evi- tando o superaquecimento da ferramenta e auxiliando na remoção do cavaco. Essa fer- ramenta permite a usinagem de furos rela- Furação tivamente profundos em um único aprofun- damento. brocas com furos para refrigeração Existem também as brocas anulares, que permitem executar furos de grandes diâ- metros com menor geração de cavaco. Esta broca remove apenas um anel de material e a cápsula resultante pode até ser utilizada como matéria prima. broca anular Sistema Ejector Sistema semelhante ao STS, porém facil- mente adaptável às máquinas existentes, preferencialmente em tornos CNC, centros de torneamento, máquinas universais e centros de usinagem. Não precisa de nenhuma seladora entre a peça e a bucha-guia. Indicada para usinagem de peças onde possam surgir problemas com a seladora. Vantajoso quando for possível usar um furo pré-usinado ao invés de uma bucha-guia, por exemplo em centros de usinagem. Sistema Ejector Sistema STS É um sistema de refrigeração e escoamen- to de cavaco para furação profunda, ou seja, furos de profundidade de 10 a 100 vezes o diâmetro da broca. Nesse sistema a broca e a peça devem ser seladas. Como a broca é oca, o flui- do refrigerante é enviado exteriormente a ela, retornando por seu interior, carregan- do o cavaco. É indicada para materiais com propriedades insatisfatória para formação de cavacos como aços inoxidáveis, para materiais com uma estrutura não homogê- nea quando ocorre problemas na quebra- de-cavacos. Tem uso mais vantajoso para produção de lotes longos. Gera peças extre- mamente longas e uniformes e furos de diâ- metros maiores que 200 mm. Sistema STS Retificação Descrição A retificação é um processo de usinagem por abrasão que possui alta precisão dimen- sional e alto nível de acabamento, poden- do corrigir irregularidades superficiais de peças. Especificações Os materiais ou peças geralmente preci- sam ser submetidos à tratamentos térmi- cos de têmpera para serem retificados. No entanto, também são retificados materiais sem tratamentos térmicos. Existem basicamente três tipos de retifi- cadoras: . Retificadora plana; . Retificadora Cilíndrica Universal; . Retificadora Cilíndrica Sem Centro. Quanto ao movimento das retificadoras, em geral podem ser: manuais, semi-auto- máticas ou automáticas. No caso da retifica- dora cilíndrica sem centro, esta é automáti- ca, pois trata-se de uma máquina utilizada para produção em série. Para que a superfície retificada apresente exatidão dimensional e bom acabamento, é necessário levar em conta aspectos como: tipo de material a ser usinado, tipo de tra- balho a ser realizado e principalmente o tipo de rebolo a ser utilizado. Existem algumas especificações básicas que relacionam o tipo de material a ser usinado com as ferramen- tas utilizadas. Quanto à dureza do rebolo: Material mole - rebolo duro Material duro - rebolo mole Quanto à velocidade da mesa: Material mole - maior velocidade Material duro - menor velocidade Rebolo de liga vitrificada - baixa veloci- dade (até 33 m/s) Rebolo de liga resinóide - alta velocidade (até 45 m/s) Quanto à estrutura: Desbaste - estrutura aberta Acabamento - estrutura fechada Duranteo processo, podem ocorrem algu- mas rugosidades na peça devido à folga nos eixos, irregularidades no movimento da mesa, granulação do abrasivo ou desbalan- ceamento do rebolo. Brochamento Definição É um processo de fabricação por usinagem que consiste em remover material da super- fície de uma peça, de forma progressiva, pela ação ordenada dos fio de corte, dispos- tos em série, de ferramentas multicortan- tes. Nesse processo a peça fica estática e a ferramenta tem movimento retilíneo. O brochamento é utilizado para a produ- ção de furos de diversas formas geométri- cas, rasgos de chaveta, estriados e perfis irregulares internos e externos. Ferramenta A brochas, utilizadas nesse processo, são ferramentas multicortantes de corte pro- gressivo. Geralmente as brochas são feitas de aço temperado ou revenido, devido ao grande esforço a que são submetidas. Para cada forma a ser usinada é necessário uma brocha diferente. A região de corte da bro- cha possui 3 partes: desbaste, acabamento e calibração. Na fabricação das brochas, deve ser levado em conta a angulação das cavidades de seus dentes para a boa acomodação do cavaco durante o processo de brochamento. Classificação das brochas: 1. Brochas de Compressão: São forçadas através do furo, manualmente ou por pren- sa. São curtas para evitar flambagem e uti- lizadas também no brochamento de furos cegos. 2. Brochas de Tração: São puxadas através do furo permitindo um maior comprimento, possibilitando, assim, realizar operações completas de desbaste e acabamento. 3. Brochas Giratórias: Utilizadas na pro- dução de formas helicoidais, como ranhuras de armas. 4. Brocha Sólida: Fabricada em uma só peça, em geral de aço rápido incluindo den- tes. A mioria das brochas internas se enqua- dram nessa categoria. 5. Brochas tipo pote: É uma brocha de superfície que envolve toda a peça como eixos ranhurados e engrenagens. Maquinário As máquinas de brochamento são cha- madas de brochadeiras ou brochadoras e podem ser horizontais ou verticais. A hori- zontal possibilita o trabalho com brochas de grande comprimento. As verticais economi zam espaço. Há também brochadeiras de cabeçotes múltiplos para executar opera- ções em várias peças simultaneamente. Processo O brochamento pode seguir dois tipos de processos: . externo: operação feita sobre a superfí cie externa da peça, dando acabamento ou semi-acabamento a seus perfis; . interno: operação feita num furo aberto anteriormente por um outro processo. Pemi- te modificar um furo vazado e transformar o perfil de uma peça. O objetivo dessa ope- ração pode ser abrir cavidades com chave- tas em fursos cilíndricos ou o de transformar perfis de furos cilíndricos em perfis acanela- dos, estriados, quadrados, hexagonais etc. A forma da brocha se modifica ao longo de seu comprimento a fim de que a peça seja usinada gradativamente até formato dese- jado. Assim, a brocha permite realizar uma operação desde o desbaste grosseiro até o bom acabamento nas peças trabalhadas, dispensando, inclusive, usinagens posterio- res. Na figura ao lado, há três exemplos de fases de transformação que exemplificam o processo pelo qual a peça é submetida. Cuidados na Usinagem A velocidade de corte é regulada levando em consideração os seguintes fatores: . perfil da aresta cortante; . ângulos de incidência do corte; . material da peça; . profundidade do corte. Os fluidos de corte são utilizados para: . lubrificar as cavidades dos dentes das brochas, reduzindo o atrito entre o cava- co e a ferramenta, diminuindo assim o desgaste . absorver o calor gerado durante o corte . remover os cavacos que ficam entre os dentes da brocha. É um processo caro, pois para cada for- ma a ser usinada é preciso uma ferramen- ta (brocha) diferente, entretanto, torna-se barato se a produção for em larga escala e a longo prazo, pois a produção é econômica e a máquina tem vida longa. Brochamento Definição Processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de superfícies de revolução com auxílio de uma ou várias ferramentas de bar- ra. Para tanto, a ferramenta gira e a peça ou a ferramenta se deslocam simultaneamente segundo uma trajetória determinada. Ferramentas As ferramentas de mandrilar são seleciona- das em função das dimensões (comprimen- to e diâmetro) e características das opera- ções a serem realizadas. Assas ferramentas são feitas de aço rápido ou de carboneto metálico e são montadas naponta da barra de mandrilar. A barra de Mandrilar (madril) deve ser rígida , cilíndrica sem defeitos de retili- niedade. Deve estar bem posicionada no eixo de mandriladora, para possibilitar a montagem de buchas que formam man- cais, evitando com isso possíveis desvios e vibrações durante o uso. Tipos de Mandrilamento Mandrilamento cilíndrico Processo no qual a superfície usinada é cilíndrica de revolução, cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual gira a ferra- menta. Mandrilamento radial Processo no qual a superfície usinada é plana e perpendicular ao eixo em torno do qual gira a ferramenta. Mandrilamento cônico Processo no qual a superfície usinada é cônica de revolução, cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual gira a ferramenta. Mandrilamento de superfícies especiais Processo no qual a superfície usinada é uma superfície de revolução, diferente das anteriores, cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual gira a ferramenta. Exemplos: mandrilamento esférico mandrilamento de sangramento, etc.. Mandrilamento Mandrilamento cilíndrico Mandrilamento radial Mandrilamento cônico Mandrilamento de superfícies especiais Mandriladoras a) árvore porta-ferramentas b) carro ou cabeçote porta-árvore c) montande da máquina d) coluna auxiliar ou luneta e) mesa da máquina f) barra de mandrilar, também chamada de mandril cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual gira a ferramenta. Mandrilamento Mandriladora universal horizontal Na mandriladora universal horizontal a árvore porta-ferramenta ou eixo-árvore que está disposta horizontalmente serve para nela se fixarem as ferramentas de mandri- lar. Mandriladora universal vertical A mandriladora universal vertical possui sua árvore porta-ferramenta disposta verti- calmente, o que não altera sua função, des- crita no item anterior. Definição Processo de usinagem por destruição de partículas metálicas por descarga elétrica, sendo um processo complexo e em grande parte não visível. Aplicações O método é indicado para formas comple- xas em materiais duros, como carbonetos metálicos e superligas. Produz superfícies de alta qualidade, acuidade e sem gransdes alterações microestruturais. é largamente utilizado na indústria fabricante de ferra- mentas, principalmente por permitir usina- gem após o processo de tempera, o que, em outros processos convencionais de usina- gem, não é comumente possível. Exemplos de produtos executados por esse método são matrizes para estampos de corte, mol- des de injeção, forjaria, cunhagem e fabri- cação de ferramentas de metal duro. Há três elementos participantes do processo: o anodo, correspondendo ao eletrodo, o cato- do, correspondendo à peça e o dielétrico. Processo Os materiais da peça a ser usinada (cato- do) e da ferramenta (anôdo) devem ser bons condutores elétricos. Ambos são imersos em um líquido isolante ou dielétrico. Ambas as peças, eletrodo e catodo são ligados a uma fonte de corrente contínua Ao ligar o circuito, forma-se uma tensão elétrica entre o eletrodo e a peça. De início, não há passagem de corrente, já que o die- létrico atua como isolante. Quando o espa- ço entre a peça e a ferramenta é diminuído até uma distância determinada,chamada GAP, os elétrons escapam do eletrodo em direção à peça, esse fenômeno é chama- do de descarga elétrica. Produz-se, então, uma centelha que superaquece a superfície do material dentro do campo de descarga, fundindo-a. Inicia-se assim um processo de erosão, tanto no eletrodo como na peça. O dielétrico passa a atuar como protetor dessa corrente, permitindo maior controle de pre- cisão da descarga, conbate à contaminação por gases, resfriamento do conjunto e lim- peza dos resíduos de metal. Esse proces- so de erosão acontece em nas duas extre- midades, porém por meio de regulagens é possível concentrar até 99,5% da erosão na peça. Esquematização do processo de eletroerosão Peças usinadas por eletroerosão Eletroerosão Eletroerosão Vantagens Na usinagem por eletroerosão, a peça per- manece submersa em um líquido e, portan- to, há rápida dissipação do calor gerado no processo. Não existe força de corte, pois não há contato entre a ferramenta e a peça. Por isso, não se formam as tensões comuns dos processos convencionais de usinagem. Uma vantagem adicional é a automati- zação das máquinas de eletroerosão, que permite a obtenção de estreitos limites de tolerância. É possível um controle rigoroso da ação da ferramenta sobre a peça usina- da, graças a um servomecanismo que rea- ge rapidamente às pequenas variações de intensidade de corrente. ELEMENTO REQUISITO MATERIAL DESEMPENHO ELETRODO bom condutor elé- trico metais ótimo acabamento e mínimo desgaste metal duro fácil usinagem, insensível a choques térmicos, leve, não deforma, porém é quebradiço PEÇA boa condutora elé- trica alumínio DIELÉTRICO isolante elétrico, participa na limpeza e refrigera a peça cobre FONTE corrente contínua ferro GAP depende do material dielétrico e da inten- sidade da corrente zinco GAP alto – tempo curto de usinagem e rugosidade maior aço GAP baixo – maior tempo de usinagem e menor rugosidade Tabela de requisito e desempenho da eletroerosão Lapidação Descrição Segundo a norma DIN 8589, a lapidação é um processo de usinagem envolvendo grãos abrasivos dispersos num fluido, capaz de transferir para a peça a forma do disco de lapidação, através da remoção promovi- da pelos grãos que descrevem movimentos aleatórios sobre a superfície da peça. Esse processo caracteriza-se por baixa remoção de material, elevado grau de aca- bamento superficial, boa precisão de forma e tolerância dimensional na faixa de IT1. Um importante parâmetro no processo é a carga (pressão) empregada sobre a peça, quanto maior a pressão exercida, maior o volume específico de material removido. Logo, é de grande importância o estabele- cimento de uma carga ideal para a maior eficiência da lapidação. Grãos A escolha do tamanho do grão é de acor- do com o acabamento final especificado: quanto mais duro for o material da peça a ser lapidada, maior deve sera dureza do grão abrasivo. Segundo Stähli, partículas maiores cau- sam riscos e as menores não conseguem Remoção do Material Há dois mecanismos distintos: rolamento e corte. Rolamento Ocorre devido ao rolamento do grão na superfície da peça, deformando-a plástica e elasticamente. A superfície é alisada e encruada, e, devi- do à fadiga, o material se desprende em pequenas partículas. Obtem-se como resultado uma superfície da peça opaca, sem brilho Corte No corte, os grãos abrasivos são ancora- dos, mesmo que temporariamente, no dis- co de lapidação com conseqüente remoção de cavacos pelo movimento relativo entre o disco e a peça. Ao contrário do rolamento, neste mecanis- mo observa-se superfícies usinadas espe- lhadas Na Figura observa-se que o grão A atua por rolamento enquanto que B atua por cor- te. Já o os grãos menores, entre a A e B, não participam efetivamente do processo. Lapidação Detalhamento 1. Após vários processos, vem a parte do acabamento, em que se trabalha o aspec- to final da peça. Geralmente a peça chega com suas formas medidas, quase finaliza- das, cortadas, usinadas, soldadas, recebem então um tratamento superficial para obte- rem um aspecto melhor ou possibilitar um sistema mecânico adequado. Para obter tal acabamento, emprega-se o processo de lapidação, que consiste no uso de discos de abrasão sobre as peças com pressão e velocidade específicas obtendo-se muitas vezes uma superfície espelhada. 2. Primeiramente é colocada na peça a ser lapidada uma quantidade de solução com partículas abrasivas que desgastam leve- mente a peça. 3. A peça é trabalhaba com um disco gira- tório com um peso que passa leve e rapida- mente o material abrasivo. Os grãos dimi- nuem a rugosidade do material mais duro, dando o acabamento. 4. O resultado é uma superfície com menos rugosidades e bom acabamento. O proces- so é também utilizado em objetos esféricos, lentes, espelhos, vidros e gemas. Etapas do processo de lapidação Etapas do processo de lapidação Lapidação Lapidação de Gema A lapidação de gemas surgiu com o intuito de melhorar o brilho e a beleza daspedras brutas encontradas na natureza. A milhares de anos o home lixa e quebra as pedras na busca da melhor angulação e combinação de facetas para cada tipo de gema. Uma das lapidações mais conhecidas é a brilhantes, inicialemnte feita especialemnte pata os diamantes por acentuar seu brilho, atualemnte essa lapidação é empregada em outras gemas como as emesraldas e os topázios. Com o desenvolvimento dos conhecimen- tos do homem e seu contrle sob as ferra- mentas, suguram diversos tipos de lapida- ção que se adapitam a gemas de diversos tipos e tamanhos. Brilhante, navete, cora- ção, cabochon, oval, gota são apenas alguns exeplos dentre as diversas possibilidades de se lapidar uma gema. Desvantagens Apesar de todo o desenvolvimento tecno- loógico e a maioria dos processos de usina- gem serem feitos com auxilio de comando numérico. O processo de lapidação depede muito da ação do homem e sua habilida- de manual e aquidade visual, o maquinário existente não é computadorizado, e possui grande defiencia para precisar os angulos das faces, apenas para a lapidação de dia- mantes com fins industrais há softwares que fazem a varredura da gema bruta e indicam a melhor posição para a lapidação. Lapidação Brilhante Lapidação NaveteLapidação Esmeralda Lapidação de Vidros Grande parte dos vidros utilizados em nos- sa vida cotidiana são lapidados, Os acaba- mentos de tampos de mesa, espelhos e até mesmo pias, são feitos por máquinas lapi- dadoras. Atualmente estão disponíveis no mercado diversos tipos de acabamento para vidros. Nesses casos a lapidação é feita principal- mente nas bordas, esse acabamento evita acidentes por extremidades pontiagudas e melhora a resistência. Brunimento Descrição Apesar de todos os cuidados, as peças usinadas e mesmo as de acabamento em máquina, como é o caso da retificação, apre- sentam sulcos ou “riscos” mais ou menos visíveis, decorrentes das arestas das ferra- mentas de corte ou das pontas agudas dos grãos abrasivos. Mesmo em superfícies finamente acaba- das pela retificação, uma lente de aumen- to mostra irregularidade na superfície das peças. Com a finalidade de eliminar o mais possível essas irregularidades e de deixar as superfícies com dimensões exatas e, ainda, melhorar o aspecto visual das peças, exis- tem operações especiais como o brunimen- to. O brunimento consiste na remoção da aspereza, dando acabamento na superfície da peça, mediante utilização de pedra de brunir ou brunidor. Durante o processo, os grãos ativos do brunidor entram em conta- to com a superfície da peça. Esta gira len- tamente e o brunidor desloca-se ao longo da geratriz da superfíciede revolução com movimentos alternativos de pouca amplitu- de e freqüência relativamente grande. Procedimento Para se obter um brunimento uniforme, claro e limpo, os seguintes pontos deverão ser respeitados: 1. Selecionar o tipo de grão abrasivo de acordo com o material a ser brunido e o resultado desejado do acabamento. 2. Selecionar a rotação de brunimento, lembrando que a velocidade superficial ideal é influenciada pelos seguintes fatores: . Altas velocidades podem ser usadas para metais de corte fácil, em ferro fundido e alguns metais não-ferrosos macios. . Peças com superfícies de alta dureza requerem baixas velocidades. . Em superfícies de alta rugosidade, que foram abrasadas mecanicamente, a pedra abrasiva permite maior velocidade. . Diminuir a velocidade à medida que a pedra abrasiva aumenta, em função da uni- dade de área do furo a ser brunido. . Altas velocidades resultam em um aca- bamento superficial fino. 3. A lubrificação dos cilindros, durante o brunimento, deve ser abundante para evitar aquecimento e conseqüentes danos às par- tes do trabalho. Ao girar, o brunidor faz um movimento vertical oscilante de subir e descer. A diferença entre retificção e brunimento consiste na velocidade de rotação. No bru- nimento ela já é bem menor e o trabalho é feito com pressão maior. Superacabamento Métodos Avançados Definição Os novos processos de usinagem baseiam- se mais em princípios eletrofísicos do que nas propriedades mecânicas dos materiais. Segundo esses novos métodos, a usinabi- lidade dos materiais depende de caracterís- ticas como: -ponto de fusão; -condutibilidade térmica; -resistividade elétrica; -peso atômico. Surgiu da necessidade de usinar metais e ligas com resistências e durezas cada vez mais elevadas; Possibilitam a remoção de material molé- cula por molécula e até mesmo átomo por átomo. Usinagem por feixe de elétrons Elétrons acelerados e concentrados em um feixe geram uma intensa energia cinética que se transforma em energia térmica: fun- de praticamente todos os tipos de materiais conhecidos; Energia concentrada: vaporiza o material no ponto de impacto, e material derretido ao redor é ejetado pela pressão do vapor; É realizado dentro de câmaras de vácuo, pois diminui a dispersão da energia por atri- to como ar; A convergência do feixe é feita por meio de lentes magnéticas; Aplicação do feixe: soldagem, tratamen- to térmico, corte furação de materiais de pequena espessura e microusinagem, Contadores de elétrons: registra o número de pulsos que permite ajuste do tempo de usinagem, para produzir a profundidade de corte requerida, 1 a 2 mm³/min; Algumas aplicações ainda se encontram em fase experimental, não sendo uma alter- nativa competitiva do ponto de vista técnico ou econômico, quando comparada a outros processos; Indústria aeroespacial, aeronáutica e ele- trônica: produção de múltiplos microfuros e microusinagem de peças complexas. Usinagem por ultra-som Executa penetrações de formas variadas em materiais duros, frágeis e quebradiços (vidro, cerâmica, diamante) dificilmente obtidas pelos processos convencionais; Uma ferramenta é posta para vibrar sobre uma peça mergulhada em um meio líquido com pó abrasivo em suspensão, numa dada freqüência; O “martelamento” das vibrações erode o material, formando uma cavidade negativa da ferramenta; Não há contato entre ferramenta e peça; A usinagem é feita pelos grãos do material abrasivo. Ferramenta: - Não precisa ser muito dura, pode ser de material fácil de usinar, pois não entra em contato com a peça, possui forma inversa a desejada à peça; - Pode usar ferramenta rotativa (aumenta a capacidade de remoção do material); Métodos Avançados Usinagem química Usina os metais pela sua dissolução em uma solução agressiva (ácida ou básica); A única energia utilizada é liberada pela reação química; É mais lenta e dá resultados mais exatos; Permite a obtenção de formas bem defini- das e precisas; Muito utilizada na indústria aeronáutica e eletrônica; Dispensa a confecção de ferramental e permite o trabalho em diversos materiais. Etapas: -preparação da superfície do metal; -confecção da máscara; -aplicação do ácido ou base; -limpeza. Proporciona peças sem rebarbas, sem deformação e estruturalmente íntegras; O tempo de produção de uma peça frágil e complexa é muito menor; O recorte não é rigorosamente perpendicu- lar à superfície e os ângulos obtidos são mal reproduzidos. Usinagem eletroquímica Remoção e transporte, átomo por átomo, do metal usinado, em uma solução eletrolí- tica; Realizada por meio da eletrólise: reação não espontânea de decomposição de uma substância, por meio de corrente elétrica; Necessita de ferramenta específica, seme- lhante a uma ferramenta mecânica. A peça a ser usinada e a ferramenta cons- tituem o ânodo e o cátodo, respectivamente, mergulhadas num eletrólito. Uma diferença de potencial é aplicada entre os eletrodos; Vantagens: - qualquer material condutor pode ser usi- nado; - podem ser reproduzidas formas comple- xas; - não há desgaste da ferramenta; - é possível controlar a quantidade de material removido. Inconvenientes: - problemas devidos à corrosão; - existência de elevadas pressões hidráu- licas; - dificuldades para ajustagem da ferra- menta. Peças em usinagem química Ferramenta (acima) e máquina (abai- xo) de eletroquímica Métodos Avançados Usinagem por eletroerosão A peça sofre um desgaste devido à passa- gem de uma corrente elétrica contínua que rompe a ligação entre as moléculas. O fluido dielétrico tem grande importân- cia, pois atua como um isolante até que a diferença de potencial seja suficientemente alta, retira as partículas removidas de metal e resfria o eletrodo e a peça. Obrigatoriamente deve ser utilizado um material que seja condutor de eletricidade; É utilizado na conformação e corte de peças complexas feitas de materiais duros; Eletroerosão a Fio: utilizada no corte de contornos de superfícies planas ou curvas. Usinagem a jato d’água Sistema de corte com água pressurizada, aplicável a quase todos os materiais de uso industrial; Corte de todos os tipos de materiais não metálicos e em alguns casos para materiais metálicos; Adequado para corte de contornos. Usinagem a laser A fonte de energia é um laser que concen- tra energia luminosa na superfície da peça. A energia altamente concentrada funde e evapora pequenas regiões do material de modo controlado; Corte e furação em materiais de peque- na espessura (combinado com fluxo de gás) metálicos (ferrosos e não ferrosos em geral), não metais (cerâmicas, madeira, couro, mármore e materiais compósitos); Usado para soldagem, tratamento térmico localizado, e marcação de peças (apesar de mais cara traz melhorias: precisão, repro- dutibilidade, facilidade de automação). Uso na indústria eletrônica e automotiva. Inconvenientes: - refletividade da superfície; - cantos vivos devem ser evitados. Vantagens: - sem confecção de ferramenta específica, viabiliza o processo para pequenas quanti- dades; - usinagem rapida de formas complexas. - usinagem de peças delicadas. - bom acabamento de superfície. Comparação dos métodos Diante dos muitos métodos e processos disponíveis, ainda existe a dificuldade para escolher a melhor solução para cada neces- sidade de produção. É preciso comparar os custos e as condi- ções técnicas para poder avaliar o interesse industrial de cada método de trabalho. A viabilização técnica e econômica dos novos métodos não implica o desapareci- mento das formas tradicionais de trabalho; Métodos Tradicionais O arranque dematerial se dá, em geral, por cisalhamento; As máquinas tradicionais, associadas a equipamentos de comando numérico, são reservadas para os trabalhos em grandes séries; Para que seja econômico, é necessário que a retirada de material seja grande e que a quantidade de peças a reproduzir compense os gastos com o ferramental; Limitações para usinagem de materiais duros e peças com formas complexas, geram peças com exatidão em superfícies planas e de revolução; Métodos avançados O arranque de material se dá, em geral, por cisalhamento; As máquinas tradicionais, associadas a equipamentos de comando numérico, são reservadas para os trabalhos em grandes séries; Para que seja econômico, é necessário que a retirada de material seja grande e que a quantidade de peças a reproduzir compense os gastos com o ferramental; Limitações para usinagem de materiais duros e peças com formas complexas, geram peças com exatidão em superfícies planas e de revolução; Métodos Novos Baseiam-se muito mais em princípios ele- trofísicos; Miniaturização de peças e componentes e a exatidão requerida; A usinabilidade dos materiais depende: ponto de fusão, condutibilidade térmica, resistividade elétrica, peso atômico. Comparação dos métodos Tendências e perspectivas O objetivo dos novos métodos é aperfei- çoar os já existentes. Dessa forma, a ten- dência é que sejam reservados aos métodos tradicionais os serviços mais grosseiros, de produção em pequena escala; De início, os métodos não tradicionais eram reservados a materiais difíceis de usinar. Com a evolução tecnológica, foram levados à indústria convencional, onde pas- saram a representar considerável fonte de economia. Preferência por métodos não geradores de resíduos; O futuro dos métodos está associado ao desenvolvimento de novos materiais; Os processos metalúrgicos são empregados na conformação de metais e ligas, e diferenciam-se dos processos de usinagem por não apresentarem formação de cavaco. A seguir, descrevemos os principais processos metalúrgicos. Processos Metalúrgicos Conformação Mecânica Definição Processos em que se aplica uma força ex- terna sobre a matéria-prima, obrigando-a a adquirir a forma desejada por deforma- ção plástica. O volume e a massa do me- tal (matéria prima) se conservam nestes processos. Os processos de conformação mecânica alteram a geometria do material através de forças aplicadas por ferramentas adequadas que podem variar desde peque- nas matrizes até grandes cilindros, como os empregados na laminação. Em função da temperatura e do material utilizado a con- formação mecânica pode ser classificada como trabalho a frio, a morno e a quente. Principais Processos FORJAMENTO: conformação por esforços compressivos tendendo a fazer o material assumir o contorno da ferramenta con- formadora, chamada matriz ou estampo. LAMINAÇÃO: conjunto de processos em que se faz o material passar através da abertura entre cilindros que giram, mo- dificando-lhe (em geral reduzindo) a se- ção transversal; os produtos podem ser placas, chapas, barras de diferentes se- ções, trilhos, perfis diversos, anéis e tubos. TREFILAÇÃO: redução da seção transversal de uma barra, fio ou tubo, “puxando-se” a peça através de uma ferramenta (fieira, ou trefila) com forma de canal convergente. EXTRUSÃO: processo em que a peça é “empurrada” contra a matriz conformado- ra, com redução da sua seção transversal. A parte ainda não extrudada fica contida num recipiente ou cilindro (container); o produto pode ser uma barra, perfil ou tubo. CONFORMAÇÃO DE CHAPAS: Compre- ende as operações de: - Embutimento; - Estiramento; - Corte; - Dobramento. A Temperatura na Conformação Quente Processos de recuperação e recris- talização ocorrem simultaneamen- te com a deformação. Superfície áspe- ra e grossa após a fase de recuperação. -Vantagens do trabalho a quente: . Menor esforço mecânico; . Refina a estrutura; . Aumenta a tenacidade; . Deformação profunda; -Desvantagens do trabalho a quente: . Ferramental para altas temperaturas; . Oxidação e casca de óxido; . Tolerâncias dimensionais maiores. Frio Processos de recuperação e recris- talização não são efetivos. Superfície lisa e fina após a fase de recozimento. Geração de Calor Deformação plástica e atrito = geração de calor. O aumento pode chegar a cen- tenas de graus em alguns processos. Há necessidade de resfriamento. Estampagem Operações de Estampagem Processos de conformação mecânica, rea- lizado geralmente a frio, que compreende um conjunto de operações, por intermédio das quais uma chapa plana é submetida a transformações por corte ou deformação, de modo a adquirir uma nova forma geo- métrica. Operações de Corte: Corte e furação por estampagem, são processos semelhantes que fazem a separa- ção de material por cisalhamento utilizando um macho, uma matriz e uma prensa para a produção em série de peças. A prática de aquecer a chapa a ser perfu- rada ou cortada a uma temperatura de cerca de180ºC, reduz a força de corte necessária e por conseguinte garante uma sobrevida tanto às ferramentas quanto às prensas uti- lizadas. Em contrapartida, esta prática exige investimentos em operações comple- men- tares de aquecimento e posterior polimento para a eliminação dos óxidos roduzidos pelo aquecimento. Sua adoção exige um estudo econômico para atestar sua viabilidade. . corte quando há separação total do material . entalhe quando há corte em separação total . puncionamento é uma operação utilizada para se efetuar o corte de figuras geométricas por meio de punção e matriz por impacto recorte é a operação de corte realizada pela segunda vez . transpasse é a operação de corte associada à opera- ção de deformação (enrijecimento em cha- pas muito finas) Exemplos: fuselagem de aviões, painéis de automóveis, brinquedos, eletrodomésticos, Estampagem Equipamentos Tesoura guilhotina com facas paralelas: Tesoura guilhotina com faca inclinada: alguns equipamentos de corte e perfu- ração de chapas de aços inoxidáveis, bem como a concepção de matrizes de furação de chapas Estampagem Fases 1. Deformação Plástica A folga excessiva das facas de corte pode conduzir em quebra da ferramenta de cor- te. 2. Cisalhamento Para materiais mais moles, utilizam-se facas de corte com ângulos de corte meno- res. 3. Ruptura Aumento da competitividade . informatização . prototipagem virtual CAE (engenharia auxiliada pelo computador) . simulação do comportamento físico das peças, condições ambientais de carga . tempo, custo, qualidade . otimização do design . menos protótipos físicos . eliminação de retrabalho Laminação Definição Neste processo de conformação mecânica, o metal é forçado a passar entre dois cilindros, girando em sentido oposto, com a mesma velocidade superficial, distanciados entre si a uma distância menor que o valor da espessura da peça a ser deformada. Ao passar entre os cilindros, o metal sofre deformação plástica; a espessura é reduzida e o comprimento e a largura são aumentados. Pela laminação, o perfil obtido pode ser o definitivo e a peça resultante pronta para ser usada, por exemplo: trilhos, vigas, tarugos para forjamento, etc. Máquinas de Laminação Um laminador consiste basicamente de cilindros (ou rolos) , mancais, uma carcaça chamada de gaiola ou quadro para fixar essas partes e um motor par a fornecer potência aos cilindros e controlar a velocidade de rotação. As forças envolvidas na laminação podem facilmente atingir milhares de toneladas, portanto é necessáriauma construção bastante rígida, além de motores muito potentes para fornecer a potência necessária. O custo, portanto, de uma moderna instalação de laminação é da ordem de milhões de dólares e consome- se muitas horas de projetos uma vez que esses requisitos são multiplicados para as sucessivas cadeiras de laminação contínua. LAMINADOR DUO TÍPICO , com cilin- dro regulável durante a operação a). LAMINADOR DUO TÏPICO, b) Vista lateral de quadros fechados e abertos . Laminação Tipos de laminadores Utilizam-se variadas disposições de ci- lindros na laminação, o mais simples é consistuído por dois cilindros de eixo ho- rizontais, colocados verticalmente um so- bre o outro. Este equipamento é chamado de laminador duo e pode ser reversível ou não. Nos duos não reversíveis, figura a), o sentido do giro dos cilindros não pode ser invertido e o material só pode ser lamina- do em um sentido. Nos reversíveis, figu- ra b), a inversão da rotação dos cilindros permite que a laminação ocorra nos dois sentidos de passagem entre os rolos. No laminador trio, da figura c), os cilindros sempre giram no mesmo sentido. Porém, o material pode ser laminado nos dois sen- tidos, passando-o alternadamente entre o cilindro superior e o intermediário e entre o intermediário e o inferior. À medida que se laminam materiais cada vez mais finos, há interesse em utilizar cilindros de traba- lho de pequeno diâmetro. Esses cilindros podem fletir, e devem ser apoiados por ci- lindros de encosto, ficura d). Esse tipo de laminador denomina-se quádruo, poden- do ser reversível ou não. Quando os cilin- dros de trabalho são muito finos, podem fletir tanto na direção vertical quanto na horizontal e devem ser apoiados em am- bas as direções. Um laminador que permi- te esses apoios é o Sendzimir, figura e). Um outro laminador muito utilizado é o universal, que dispõe de dois pares de cilindros de trabalho, com eixos verti- cais e horizontais, figura f). Existem ou- tros tipos de laminadores mais espe- cializados, como o planetário, “passo peregrino”, Mannesmann, de bolas, etc. ARRANJOS TÍPICOS DE CILINDROS: (a) - laminador duo; (b) - laminador duo reversível; (c) - laminador trio; (d) - laminador quádruo, (e) - laminador Sendzimir e (f) - laminador universal. f) Trefilação Definição Operação em que a matéria-prima é es- tirada através de uma matriz em forma de canal convergente (fieira ou trefila) por meio de uma força trativa aplicada do lado de saída da matriz. O escoamento plástico é produzido principalmente pelas forças com- pressivas provenientes da reação da matriz sobre o material. Características O material pode ser estirado e reduzido em secção transversal mais do que com qual- quer outro processo; A precisão dimensional obtenível é maior do que em qualquer outro processo exceto a laminação a frio, que não é aplicável às bi- tolas comuns de arames; A superfície produzida é uniformemente limpa e polida; O processo influi nas propriedades mecâni- cas do material, permitindo, em combinação com um tratamento térmico adequado, a obtenção de uma gama variada de proprie- dades com a mesma composição química. O Processo de Trefilação O processo de trefilação tem início com o fio-máquina, que é o material laminado a quente que não se fabrica em diâmetros menors que 5,5mm. Tem prosseguimento com o tratamento térmico, pois a estrutura do material laminado a quente, conhecido como fio-máquina, o torna inadequado para o trabalho a frio, por apresentar granulação não-homogênea e defeitos internos e super- ficiais. O tratamento térmico mencionado é comumente denominado de recozimento. A decapagem é uma etapa também necessária entre as diversas etapas da trefilação, não somente para eliminação de óxidos, mas principalmente para obtenção de uma su- perfície que retenha eficientemente o lubri- ficante e é realizada pela passagem dos ro- los de arame por sistemas mecânicos ou por tanques em meio químico. Definição É um processo de fabricação de peças metálicas que consiste essencialmente em encher com metal líquido a cavidade de um molde com formato e medidas correspon- dentes aos da peça a ser fabricada. A fundição permite a obtenção de peças com formas praticamente definitivas. É con- siderado um processo de fabricação inicial, porque seu acabamento superficial não é muito bom, exijindo que a peça seja usina- da. É um processo muito antigo e versátil, podendo-se produzir com ele, praticamente qualquer peça. Histórico A fundição é um dos processo de fabri- cação mais utilizados e é também um dos mais antigos. A fundição começou a ser usada pelo homem por volta do anos 3000 a.C. Os mol- des eram confecionados em cerâmica, técni- ca também muito antiga. Com a Revolução Industrial e o desenvolvimento da tecnolo- gia se tornou possível fundir outros metais e ligas mais resistentes, ampliando assim a utilização da fundição. É um processo simples e barato e também muito versátil, pois possibilita a fabricação de peças de diferentes formatos e tama- nhos. Grande parte do maquinário utilizado nos outros processos de fabricação é fabricada por fundição, vê-se então a grande impor- tância desse processo. Processo Matéria-prima: . ligas ferrosas e metálicas que se apre- sentem temperatura de fusão e fluidez. Tipos de fundição: . com molde não permanente, o molde é destruído no desmolde da peça. O mol- de mais comum nesse caso é o de areia verde. . com molde permanente: o molde não é descartável. . fundição por gravidade: processo onde o metal líquido escoa dentro do molde por mera ação da gravidade. . fundição sob pressão: o metal líquido é pressionado dentro do molde por meio de energia hidráulica. Fundição Passo-a-Passo 1. Confecção do modelo - o modelo é uma peça com formato aproximado da que se pretende fabricar, a dimensões do modelo devem prever a contração do metal após a solidificação e eventual sobremetal para posterior usinagem. O modelo pode ser de madeira, alumínio, aço, resina plástica ou até isopor. 2. Confecção do molde - o material do molde é moldado sobre o modelo que, após retirado, deixa uma cavidade com o formato da peça a ser fundida. 3. Confecção do machos - caso o desenho da peça tenha espaço vazados é neces- saria a utilização de machos na fundi- ção. dão peças que ocupam os espaços desses vazios, e são colocados no mol- de antes dele ser enchido com metal. 4. Fusão - aquecimento do metal até que ele chegue ao estado líquido. 5. Vazamento - é o enchimento do mol- de com o metal líquido. Geralmente o molde é enchido atráves de canais de alimentação. 6. Desmoldagem - após a solidificação da peça, ela é desmoldada, ou seja, é reti- rada do molde. Nos casos de fundição com molde não permanente o molde é destruído. Pode ser desmoldado manu- almente ou por meio de processos mecânicos. 7. Rebarbação - é retirada dos canais de alimentação e rebarbas. 8. Limpeza - no caso de fundição com mol- de de areia, ficam sobre a peça encru- tações de areia, sendo necessário lim- par a peça com jatos abrasivos. Molde de Areia Verde A fundição mais comum é a que utiliza molde de areia. Mas por que areia? O mol- de de areia é barato e de fácil fabricação, e além do mais, a areia suporta bem as altas temperaturas de fusão dos metais. O molde é chamado de molde de areia verde porque não passa por um processo de secagem. Ele é basicamente composto por areia-base que pode ser sílica, cromita ou zirconita e mais argila (como aglomerante) e água. Após a destruíção do molde para desmoldagem da peça, 98% da areia pode ser reutilizada para a fabricação de novos moldes. Por isso é um processo barato.Há outros moldes de areia cujo aglome- rante são resinas e passam por secagem. Confecção de molde de areia Fundição Fundição Cuidados e problemas Problemas na fundição O processo de fundição de um metal está sujeito à alguns problemas que são causa- dos, principalmente, pelo aquecimento e resfriamento dos metais. Essas alterações de temperatura causam contrações nos metais, que dão origem a uma heteroge- neidade conhecida por vazio ou rechupe, e também podem causar aparecimento de trincas à quente ou tensões residuais. Outros problemas bastante comuns na fundição, são a concentração de impurezas e o desprendimento de gases. Cuidados na fundição Para evitar trincas à quente, e eventuais tensões residuais, deve ser feito um projeto adequado das peças e/ou buscar uma téc- nica adequada de moldagem. No entanto, a completa eliminação das tensões exige tra- tamentos térmicos adequados. Os vazios ou rechupes, podem ser elimi- nados pela utilização de massalotes, que alimentam as retrações que se verificam na peça de maneira que ela seja obtida cheia. Para isso, os massalotes devem ser a últi- ma forma a se solidificar, além de abrange completamente o setor da peça que requer alimentação. O desprendimento de gases ocorre nas ligas ferro-carbono, e se dá quando o oxi- gênio dissolvido no metal líquido combina com o carbono dessas ligas e os gases CO e CO2 escapam facilmente para a atmosfera enquanto a liga estiver no estado líquido. Á medida que a viscosidade da massa líquida diminui devido a queda de temperatura, fica mais difícil a fuga desses gases, que acabam ficando retidos nas proximidades da superfí- cie das peças, na forma de bolhas. Em fundição as bolhas devem ser evitadas adicionando-se ao metal líquido desoxidan- tes, que reagem com o oxigênio dissolvido no metal líquido, formando óxidos sólidos que impedem que o oxigênio reaja com o carbono formando gases COe CO2. Soldagem com arco elétrico Definição Soldagem é o processo de unão de peças metálicas ou não metais, de modo que o local da junção forme com o todo uma mas- sa homogênea. O processo aqui é alcançado aquecendo-se ambas as pessas até o estado de fusão ou plasticidade, para que as peças se tornem uma. O princípio de soldagem a arco elétrico está na eletricidade. Arco elétrico O arco de soldagem é formado ao passar uma corrente elétrica entre uma barra de metal (eletrodo, pólo negativo ou catodo) e a peça a ser moldada (pólo positivo ou anodo). A chama formada pela passagem da corrente tem o formato de arco, por isso o nome do processo. Os gases portam-se como isoladores elétricos, mas se forem introduzidas partículas carregadas, então a corrente passará. A passagem de corrente elé- trica pelo gás é denominada descarga elétrica. O arco é o tipo estável de descarga. Na soldagem ao arco elétrico com gás de proteção (GMAW – Gas Metal Arc Welding), t a m b é m conhec i - da como soldagem MIG/MAG ( M I G – Metal Inert Gas e MAG – Metal Active Gas), um arco elétrico é estabelecido entre a peça e um consumível na forma de arame. O arco funde continuamente o ara- me à medida que este é alimentado à poça de fusão. O metal de solda é protegido da atmosfera pelo fluxo de um gás (ou mistura de gases) inerte ou ativo. O processo de soldagem funciona com corRepresentação esquemática dos fenômenos metalúrgicos que ocorrem na soldagem do aço Soldagem a arco elétrico com “eletródo não-consumível” Soldagem a arco elétrico com “eletródo consumível” Exemplo de soldagem a arco Soldagem com arco elétrico rente contínua. São comumente emprega- das correntes de soldagem de 50 A até mais que 600 A e tensões de soldagem de 15 V até 32 V. Um arco elétrico autocorrigido e estável é obtido com o uso de uma fonte de tensão constante e com um alimentador de arame de velocidade constante. Melhorias contínuas tornaram o processo MIG/MAG aplicável à soldagem de todos os metais comercialmente importantes como os aços, o alumínio, cobre e vários outros. Materiais com espessura acima de 0,76 mm podem ser soldados praticamente em todas as posições. Métodos de proteção da solda: O meio circundante tem um efeito nocivo à qualidade da solda, devido ao depósito de impurezas e substâncias estranhas nos con- tornos dos grãos do metal, o que diminui a resistência e ductilidade da solda. O eletrodo é submerso em um fluxo gra- nulado, condutor, de alta resistência elétri- ca, que funciona como fundente e isolante térmico, de modo que o calor gerado fica concentrado, assim fundindo o eletrodo e o metal-base. O fluxo fundido, da superfície absorve as impurezas e protege o metal do meio cir- cundante. Pela ação da gravidade, pode ser apenas empregado na posição plana ou horizontal. Aplicações: em todo o tipo de junção entr dois metais de mesmo material como nos botijões e cilindros para gases e ar compri- mido, oleodutos, tubulações, turbinas elé- tricas, locomotivas, vagões, material fer- roviário, indústria aeronáutica, espacial, submersa, automotiva e todas as outras. Vantagens: O processo de soldagem MIG/MAG propor- ciona muitas vantagens na soldagem manu- al e automática dos metais para aplicações de alta e baixa produção. Suas vantagens combinadas quando comparado ao eletrodo revestido, arco submerso e TIG são: a soldagem pode ser executada em todas as posições; não há necessidade de remoção de escória; alta taxa de deposição do metal de solda; tempo total de execução de soldas de cerca da metade do tempo se compara- do ao eletrodo revestido; • • • • Soldagem a arco com gás argônio Soldagem a arco com eletrodo revstido Soldagem a arco submerso Soldagem com arco elétrico altas velocidades de soldagem; menos distorção das peças; largas aberturas preenchidas ou amanteigadas facilmente, tornando cer- tos tipos de soldagem de reparo mais eficientes; não há perdas de pontas como no eletrodo revestido. Eletrodos revestidos: São revestidos por uma camada de com- postos de matérias orgânicas e minerais, elementos de liga e desoxidantes, que pre- vinem a oxidação, e por estabilizadores de arco. Devido ao calor gerado na passagem da corrente elétrica, essa camada forma uma atmosfera protetora, que com o dimi- nuir da temperatura se deposita, formando a escória. TIG: A Solda TIG (Gás Inerte de Tungstênio) ou a Solda de Arco com Escudo de Gás de Tun- gstênio (GTAW) é um processo que usa um eletrodo sólido não-consumível de Tungstê- nio. O eletrodo, o arco e a área circundando a solda líquida são protegidos da atmosfera por um escudo de gás inerte. Se um metal • • • de preenchimento for necessário, ele é adi- cionado à extremidade do líquido de solda. Resumindo, a diferença entre o Processo MIG/MAG e o TIG é apenas relacionado ao eletródo. O arco elétrico é, em geral, protegido pela introdução de gás argônio no processo. Variando sua nominação a partir pelo tipo de eletrodo usado. Pontiagudo e rígido eletródo de tungstênio permite uma alta precisão de solda; O pequeno arco produzido por TIG é ideal para soldar materiais mais finos; Nenhum material é adicionado, a menos que necessite. Processo de hidrogênio atômico: Uma corrente alternada é formada entre dois eletrodos de tungstênio numa atmosfe- ra de hidrogênio, que provoca a quebra do hidrogênio e elevando, assim, altas tem- peraturas nas vizinhanças do metal a ser soldado. Indicado para algumas ligas não- ferrosas. História: Em 1802 V. Ptrov, cientista Russo, desco- briu o fenômeno do arco elétrico. Com ajus- tes chegamos ao processo de soldagem. Soldagem MIG/MAG Soldagem TIG Definição É um processo de fabricação de peçasmetálicas que consiste essencialmente em encher com metal líquido a cavidade de um molde com formato e medidas correspon- dentes aos da peça a ser fabricada. A fundição permite a obtenção de peças com formas praticamente definitivas. É con- siderado um processo de fabricação inicial, porque seu acabamento superficial não é muito bom, exijindo que a peça seja usina- da. É um processo muito antigo e versátil, podendo-se produzir com ele, praticamente qualquer peça. Histórico A fundição é um dos processo de fabri- cação mais utilizados e é também um dos mais antigos. A fundição começou a ser usada pelo homem por volta do anos 3000 a.C. Os mol- des eram confecionados em cerâmica, técni- ca também muito antiga. Com a Revolução Industrial e o desenvolvimento da tecnolo- gia se tornou possível fundir outros metais e ligas mais resistentes, ampliando assim a utilização da fundição. É um processo simples e barato e também muito versátil, pois possibilita a fabricação de peças de diferentes formatos e tama- nhos. Grande parte do maquinário utilizado nos outros processos de fabricação é fabricada por fundição, vê-se então a grande impor- tância desse processo. Processo Matéria-prima: . ligas ferrosas e metálicas que se apre- sentem temperatura de fusão e fluidez. Tipos de fundição: . com molde não permanente, o molde é destruído no desmolde da peça. O mol- de mais comum nesse caso é o de areia verde. . com molde permanente: o molde não é descartável. . fundição por gravidade: processo onde o metal líquido escoa dentro do molde por mera ação da gravidade. . fundição sob pressão: o metal líquido é pressionado dentro do molde por meio de energia hidráulica. Fundição Molde de Areia Verde molde Passo-a-Passo 1. Confecção do modelo - o modelo é uma peça com formato aproximado da que se pretende fabricar, a dimensões do modelo devem prever a contração do metal após a solidificação e eventual sobremetal para posterior usinagem. O modelo pode ser de madeira, alumínio, aço, resina plástica ou até isopor. 2. Confecção do molde - o material do molde é moldado sobre o modelo que, após retirado, deixa uma cavidade com o formato da peça a ser fundida. 3. Confecção do machos - caso o desenho da peça tenha espaço vazados é neces- saria a utilização de machos na fundi- ção. dão peças que ocupam os espaços desses vazios, e são colocados no mol- de antes dele ser enchido com metal. 4. Fusão - aquecimento do metal até que ele chegue ao estado líquido. 5. Vazamento - é o enchimento do mol- de com o metal líquido. Geralmente o molde é enchido atráves de canais de alimentação. 6. Desmoldagem - após a solidificação da peça, ela é desmoldada, ou seja, é reti- rada do molde. Nos casos de fundição com molde não permanente o molde é destruído. Pode ser desmoldado manu- almente ou por meio de processos mecânicos. 7. Rebarbação - é retirada dos canais de alimentação e rebarbas. 8. Limpeza - no caso de fundição com mol- de de areia, ficam sobre a peça encru- tações de areia, sendo necessário lim- par a peça com jatos abrasivos. Fundição em Moldes de Areia A fundição em moldes de areia utiliza mis- turas e especiais para criar formas grandes, complexas ou de pequenas quantidadesde produção. A moldagem em areia verde utiliza uma mistura de areia, que pode ser sílica, cromi- ta ou zirconita, e água, sendo um processo mais econômico por dispensar caixa de mol- dagem e permitir a reutilização de cerca de 98%da areia após o desmolde das peças. Suas desvantagens são o baixo acabamento superficial das peças e a imprecisão dimen- sional, o que torna necessária a usinagem posterior das peças fundidas. Os moldes em areia seca apresentam maior resitência mecânica,maior resistência a erosão do metal líquido, permeabilidade e Confecção de molde de areia Fundição modelo massalote caixa de moldagem areia compactação da areia retirada do modelo maior estabilidade dimensional, além de um melhor acabamento das peças. Existem também moldes confeccionados a partir da mistura de areia e resina. São os chamados moldes em casca ou shell. Os moldes em casca apresentam boa pre- cisão dimencional e um melhor acabamen- to superficial, porém são de alto custo de fabricação e a areia do desmolde não pode ser reaproveitada. Problemas na fundição O processo de fundição de um metal está sujeito à alguns problemas que são causa- dos, principalmente, pelo aquecimento e resfriamento dos metais. Essas alterações de temperatura causam contrações nos metais, que dão origem a uma heteroge- neidade conhecida por vazio ou rechupe, e também podem causar aparecimento de trincas à quente ou tensões residuais. Outros problemas bastante comuns na fundição, são a concentração de impurezas e o desprendimento de gases. Cuidados na fundição Para evitar trincas à quente, e eventuais tensões residuais, deve ser feito um projeto adequado das peças e/ou buscar uma téc- nica adequada de moldagem. No entanto, a completa eliminação das tensões exige tra- tamentos térmicos adequados. Os vazios ou rechupes, podem ser elimi- nados pela utilização de massalotes, que alimentam as retrações que se verificam na peça de maneira que ela seja obtida cheia. Para isso, os massalotes devem ser a últi- ma forma a se solidificar, além de abrange completamente o setor da peça que requer alimentação. O desprendimento de gases ocorre nas ligas ferro-carbono, e se dá quando o oxi- gênio dissolvido no metal líquido combina com o carbono dessas ligas e os gases CO e CO2 escapam facilmente para a atmosfera enquanto a liga estiver no estado líquido. Á medida que a viscosidade da massa líquida diminui devido a queda de temperatura, fica mais difícil a fuga desses gases, que acabam ficando retidos nas proximidades da superfí- cie das peças, na forma de bolhas. Em fundição as bolhas devem ser evitadas adicionando-se ao metal líquido desoxidan- tes, que reagem com o oxigênio dissolvido no metal líquido, formando óxidos sólidos que impedem que o oxigênio reaja com o carbono formando gases COe CO2. Fundição Molde de Areia do Tipo Shell Exemplo de contração de peça Massalote Processo Também conhecido por: microfusão, fun- dição de revestimento ou fundição por cera perdida. Objetivo: . Permite a obtenção de peças fundidas em série com tolerâncias de ± 0,07mm a ± 0,1mm. . Possui maior elasticidade. . Produção de peças pequenas (peso máxi- mo em torno de 300g), com formas extremamente complicadas e produção de peças fundidas em ligas de difícil usi- nagem. Ligas e aplicações Ligas de melhor performance: cobre-berí- lio, aços inoxidáveis, aços-ferramenta, ligas a base de cobalto, ligas a base de níquel, etc. Aplicações: peças estruturais para a indús- tria aeronáutica, de ligas de alumínio e aço inoxidável; peças para motores de avião, de aço inoxidável, ligas resistentes ao calor, etc.; sistemas de combustão de aviões, de aço inoxidável, ligas de alumínio e ligas resis- tentes ao calori; instrumentos de controle de Etapas do processo parte 1 Fundição Cera perdida aviões, de alumínio e suas ligas, ligas cobre- berílio, ligas de magnésio, etc.; equipamen- to aeroespacial, de aço inoxidável,alumínio, etc.; equipamento de processamento de dados, de aços-liga, ligas cobreberílio, ligas de alumínio, etc.; e em uma infinidade de outras aplicações. Etapas do processo 1. Produção dos modelos sensíveis ao calor, confeccionados em cera ou mis- turas cera/resina, utilizando os moldes (matrizes). 2. Montagem do modelo (vários modelos são fabricados simultaneamente) em um sistema de alimentação composto de um canal central que liga todas as peças. 3. Revestimentoou cobertura doconjunto de modelos (cacho) comdiversas cama- das de cerâmicaproduzindo um molde monolítico. 4. Aquecimento do conjunto acima datem- peratura de fusão do modelo pararemo- ção (derretimento) dos modelos ecanais de alimentação. 5. Aquecimento do molde cerâmico para remoção dos últimos vestígios de mate- rial do modelo, cura definitiva da cerâ- mica desenvolvendo ligações de alta resistênciamecânica e pré-aquecimento do molde. 6. Vazamento do metal líquido. 7. Desmoldagem por vibração,separação e acabamento. Fundição Cera perdida Tipos de ceras utilizadas Ceras parafínicas: ponto de fusão entre 52 e 68o C, baixo custo, baixa vis- cosidade quando fundidas, fragilidade, alta contração. Ceras microcristalinas: excelente plastici- dade, boa tenacidade. Normalmente os dois tipos de ceras são usadas em conjunto, pois suas propriedades são complementares Deficiência das ceras: resistência mecâ- nica e rigidez, especialmente em modelos frágeis; controle dimensional (devido à con- tração que ocorre durante o resfriamento). Moldes Modelagem: injeta-se a cera em moldes metálicos ou de silicone. Montagem dos moldes (cachos): depen- dendo do tamanho e grau de complexidade das peças, os cachos podem ser criados em sua forma final, incluindo os modelos ade- quadamente dispostos em torno do canal de alimentação. Peças muito grandes ou complexas, devem ser injetadas em partes. A montagem final é feita usando uma chama ou espátula para Etapas do processo parte 2 Vantagens do processo 1. Possibilidade de produção em massa de peças de formas complicadas 2. Possibilidade de reprodução cantos vivos, paredes finas, etc. com ótima precisão dimensional e excelente acabamento superficial. 3. Utilização de praticamente qualquer metal ou liga. 4. Necessitam de pouca ou nenhuma usi- nagem posterior, minimizando a adoção de ligas fáceis de usinar. Inexistência de linhas divisórias e de partição. 5. O processo permite controle rigoroso da microestrutura do material, resultando em controle mais preciso de suas pro- priedades mecânicas. 6. Não há necessidade de utilização de machos. aquecer a região de contato, enquanto os componentes são pressionados até a solidi- ficação da cera. Forjamento Definição Operações de conformação mecânica efetuadas com esforço de compressão sobre um material dúctil, de tal modo que ele tende a assumir o contorno ou perfil da ferramenta de trabalho. É aplicada a materiais como aços , ligas de alumínio, de cobre , de magnésio, de níquel e de titânio. A maioria das operações de forjamento é executada a quente; contudo, uma grande variedade de peças pequenas, tais como parafusos, pinos, porcas, engrenagens, pinhões, etc, são produzidas por forjamento a morno ou a frio. Encontra-se variadas aplicações para o forjamento nas indústrias aeroespacial, militar, agrícola, mineira, de ferramentas manuais, de equipamentos industriais em geral, etc. Podem ser forjados des- de moedas, alfinetes, pregos, parafusos e porcas até rotores de turbinas e asas de avião. Existem duas grandes categorias de for- jamento, o livre ou de matriz aberta e o de matriz fechada. O método envolve diversas etapas, começando com o corte do mate- rial, aquecimento, pré-conformação com operações de forjamento livre, forjamento em matriz (em uma ou mais etapas). Vantagens . Os forjados são produzidos a partir de pré-formas simples, geralmente sob a forma de varão ou barra; . Quase todos os metais e ligas metálicas podem ser forjados; . Existem poucas restrições ao tamanho dos componentes forjados; . Produzem-se componentes com tolerân- cias apertadas; . Os componentes são recicláveis; . Assegura-se o fabrico de peças com ex- celentes propriedades mecânicas, nome- adamente boa resistência mecânica, boa ductilidade, boa tenacidade e boa resis- tência à fadiga; . O processo é eficiente em termos do aproveitamento da matéria-prima e da diminuição dos desperdícios; . O controle da seqüência de fabrico asse- gura uma elevada taxa de repetitibilida- de das peças forjadas; . Os custos de produção são em geral bai- xos. Ferramentas Na maioria das operações de forjamento emprega-se um ferramental constituído por um par de ferramentas de superfície pla- na ou côncava, denominadas matrizes ou estampos. Há os martelos de forja, que deformam o metal com rápidos golpes de impacto na superfície do mesmo; e as prensas, que deformam o metal por compressão contínua com velocidade relativamente baixa. The forgin of Gradon Lance de Keith Parkinson Forjamento Forjamento em Matriz Aberta São operações relativamente simples de conformação por forjamento, empregan- do matrizes abertas ou ferramentas espe- ciais, podendo ter as finalidades de: pro- duzir peças acabadas de feitio simples, ou redistribuir a massa de uma peça bruta para facilitar a obtenção de uma peça de geome- tria complexa por posterior forjamento em matriz fechada. Exemplos de operações em matriz aberta: Recalque ou Recalcamento Estiramento Encalcamento Rolamento Alargamento Furação Forjamento Forjamento em Matriz Fechada O material é conformado entre duas meta- des de matriz que possuem, gravadas em baixo-relevo, impressões com o formato que se deseja fornecer à peça. A deformação ocorre sob alta pressão em uma cavidade fechada ou semi-fechada, permitindo assim obter-se peças com tolerâncias dimensio- nais menores do que no forjamento livre. Nos casos em que a deformação ocorre dentro de uma cavidade totalmente fecha- da, sem zona de escape, é fundamental a precisão na quantidade fornecida de mate- rial: uma quantidade insuficiente implica falta de enchimento da cavidade e falha no volume da peça; um excesso de material causa sobrecarga no ferramental, com pro- babilidade de danos ao mesmo e ao maqui- nário. Dada a dificuldade de dimensionar a quan- tidade exata fornecida de material, é mais comum empregar um pequeno excesso. As matrizes são providas de uma zona oca especial para recolher o material excedente ao término do preenchimento da cavidade principal. A material excedente forma uma faixa estreita (rebarba) em torno da peça forjada. A rebarba exige uma operação pos- Forjamento em matriz fechada Forjemento com rebarba Forjemento em matriz aberta terior de corte (rebarbação) para remoção Soldagem com arco elétrico Definição Soldagem é o processo de unir peças metá- licas ou não metais, pelo aquecimento das superfícies de contato de modo a levá-las a um estado de fusão ou de plasticidade. A soldabilidade mútua dos metais varia de um elemento metálico para o outro, de modo que as juntas soldadas nem sempre apresentam a segurança e inseparabilida- de ou coesão que seriam necessárias, para melhores resistências mecânicas. Os tipos de soldagem: . soldagem por arco elétrico . soldagem a gás Arco de soldagem O arco de soldagem é formado ao passar uma corrente elétrica entre uma barra de metal (eletrodo, pólo negativo ou catodo) e o metal original (pólo positivo ou anodo). A chama for- mada pela passagem da corrente tem o for- mato de arco, por isso o nome do processo. Tipos de soldagem a arco: . com eletrodo consumível (eletrodos de carbono) . com eletrodo não-consumível (eletrodos de tungstênio) Métodos de proteção da solda: O meio circundante tem um efeito nocivo à qualidade da solda, devido ao depósito de impurezas e substâncias estranhas nos con- tornos dos grãos do metal, o que diminui a resistência e ductilidade da solda. Soldagem a arco submerso: O eletrodo é submerso em um fluxo gra- nulado, condutor, de alta resistência elétri- ca, que funciona como fundente e isolante térmico,de modo que o calor gerado fica Representação esquemática dos fenômenos metalúrgicos que ocorrem na soldagem do aço Soldagem a arco elétrico com “eletródo não-consumível” Soldagem a arco elétrico com “eletródo consumível” Exemplo de soldagem a arco Soldagem com arco elétrico concentrado, assim fundindo o eletrodo e o metal-base. O fluxo fundido, da superfície absorve as impurezas e protege o metal do meio cir- cundante. Pela ação da gravidade, pode ser apenas empregado na posição plana ou horizontal. Aplicações: botijões e cilindros para gases e ar comprimido, oleodutos, tubulações, tur- binas elétricas, locomotivas, vagões, mate- rial ferroviário. Eletrodos revestidos: São revestidos por uma camada de com- postos de matérias orgânicas e minerais, elementos de liga e desoxidantes, que pre- vinem a oxidação, e por estabilizadores de arco. Devido ao calor gerado na passagem da corrente elétrica, essa camada forma uma atmosfera protetora, que com o dimi- nuir da temperatura se deposita, formando a escória. Cobertura gasosa: O arco elétrico é protegido pela introdução de gás argônio nele. Variando sua nomina- ção a partir pelo tipo de eletrodo usado. TGI (sigla de tungstênio-inerte gás) onde se emprega um eletrodo de tungstênio não consumível. Esse processo pode se soldar a maior parte dos metais e ligas. Juntas de alta qualidade e lisas, devido à presença do gás, e também pela ausência de respingos e escórias (o que evita trabalhos posteriores de limpeza). A automatização desse proces- so é facilitada pelo pequeno consumo de eletrodo. MIG e MAG. Permite soldas de aços de baixo e médio carbono, aços inoxidáveis e alumínio. Um processo de soldagem com- patível com todos os requisitos de proteção ambiental. Processo de hidrogênio atômico: Uma corrente alternada é formada entre dois eletrodos de tungstênio numa atmosfe- ra de hidrogênio, que provoca a quebra do hidrogênio e elevando, assim, altas tem- peraturas nas vizinhanças do metal a ser soldado. Indicado para algumas ligas não- ferrosas. Soldagem a arco com gás argônio Soldagem a arco com eletrodo revstido Soldagem a arco submerso Soldagem por resistência elétrica Definição O processo de soldagem por resistência elétrica é um processo de soldagem por pressão que consiste em unir duas ou mais peças metálicas através da passagem de uma corrente elétrica, sem adição de metal de aporte e com aplicação de pressão obje- tivando realizar a união molecular de uma área determinada. É muito utilizada na união de componentes fundidos, para união de aços ferramenta com aço carbono e para união de metais dife- rentes, quando estes permitem a formção de uma liga ou quando entre os mesmos é colocado um metal intermediário capaz de ligar-se aos metais base. Além dos metais ferrosos como aço, aço inox, aço galvanizado, dentre outros, metais não- ferrosos como alumínio, latão, bronze, níquel, zinco, cobre e prata podem ser soldados. Estes materiais podem ter os mais diversos formatos como chapas, arames, tubos, por- cas, parafusos, pastilhas, e outros. O Processo de Soldagem Elétrica O calor para solda é gerado pela passa- gem da corrente elétrica pelo próprio mate- rial que apresenta uma resistência elétrica. Este princípio de funcionamento é chamado de Efeito Joule. A corrente de soldagem possui limites inferior e superior: abaixo do limite inferior não ocorre aquecimento necessário para a fusão das peças. Esse valor depende da área de contato entre o eletrodo e a super- fície do material a ser soldado, da superfície de contato entre as peças, da espessura e do material a ser soldado. Correntes acima do limite superior provocam o aquecimen- to de toda a espessura do material resul- tando em uma deformação plástica da área em contato com o eletrodo, podendo haver penetração excessiva do mesmo. A quantidade de calor na junção das peças é diretamento proporcional ao tempo de passagem da corrente. A pressão é ajustada por reguladores e depende da espessura do material a ser sol- dado. A força reduz a resistência de contato, sendo sensível ao acabamento superficial. Ciclo de soldagem por resistência a) Fase de compressão: intervalo de tempo compreendido entre o início da operação e o início da passagem de corrente no qual as Soldagem por pontos Soldagem por costura chapas são pressionadas pelos eletrodos. b) Fase de soldagem: intervalo de tempo em que circula corrente formando o ponto c) Fase de manutenção (ou resfriamento): intervalo de tempo em que, após a interrup- ção da passagem de corrente, os eletrodos continuam pressionando as chapas, até a completa solidificação do metal no ponto d) Fase de espera: intervalo de tempo entre uma operação de soldagem e a pró- xima. Soldagem por pontos (resistance spot welding – RSW) Na soldagem a ponto, (resistance spot welding – RSW) as chapas a serem solda- das são pressionadas entre dois eletrodos que exercem um esforço de compressão nas chapas. Há então, circulação de corrente elétrica e, consequentemente, a geração de calor e a fusão das chapas.A área de contato dos ele- trodos possui perfil adequado para garantir a pressão necessária, o perfeito alinhamen- to e a condução sem perdas excessivas da corrente elétrica. Pequenas depressões são formadas nos pontos de contato, dependendo da pressão aplicada, que pode ser diminuída afim de diminuir ou eliminar a depressão na superfí- cie de acabamento. Várias soldas podem ser obtidas simulta- nemanete pela utilização de múltiplos pares de eletrodos A soldagem por pontos é utilizada na fabri- cação de peças em conjuntos a partir de cha- pas metálicas finas de, espessura aproxima- da de até 3 mm, com sobreposição juntas. È um processo utlizado na subustituição de parafusos e rebites quando não é necessário o desmonte posterior das peças soldadas, mas não garante a estanquiedade da junta. Soldagem por costura (resistance seam welding – RSEW) A solda por Costura ode ser considerada uma solda por pontos contínua, com eletro- dos rotativos, onde os pontos ocorrem em seqüência. È utilizada quando há necessidade de sol- dagem contínua ou estanquiedade, sendo impermeável a gases e líquidos, sendo utli- zada em peças como tanques de combustí- vel, extintintores e incencio e tubos. Soldagem por resistência elétrica Soldagem por projeção Soldagem topo a topo Soldagem por resistência elétrica Soldagem por projeção (resistance pojection welding – RPW) Na solda por projeção a área de solda é definida pela projeção ou saliência de uma das peças, onde o fluxo de corrente é con- centrado nos pontos estabelecidos. È uti- lizada principalmente na união de pecas estampadas, forjadas ou usinadas. Parafu- sos e pinos podem ser soldados à uma cha- pa fina. Soldagem Topo a Topo Na Solda Topo a topo a corrente passa através das faces das peças, a área de sol- da é definida pelo ponto de contato entre as peças, submetidas à uma força de recal- que. Os eletrodos, além de conduzir a cor- rente de solda, atuam como mordentes. É utilizada para unir amames, anéis, tubos, e tiras. Para garantir a continuidade da sol- da, é necessário um bom contato superfi- cial, por isso não é utilizada ára peças de secção transversal grande ou irregular. Soldagem por centelhamento Soldagem por centelhamento(Flash welding – FW) Nesse processo, as peças são energizadas antes do contato e suas faces são aproxi- madas até que o contato ocorra em pontos na superfície da junta, formando o cisalha- mento. O inicio da fusão se dá a partir das irregularidades das duperficies das peças, estendendo-se por toa a superfície, comple- tando o processo de fusão das peças. No estágofinal, as faces são aquecidas e pres- sionadas, sofrendo deformação e comple- tando o processo. Equipamentos Os equipamentos para soldagem com resistência apresentam três sistemas bási- cos: elétrico mecânico e de controle O sitema elétrico é formado pela fonte de energia, conexões e eletrodos. Os eletro- dos devem conduzir a corrente de solda- gem e transmitir a força que pressionará as peças. Os eletrodos são feitos de ligas de alta condutividade térmica e elétrica. A geometria da ponta do eletrodo influi na Soldagem por resistência elétrica qualidade da solda e deve ser adequada a cada aplicação. Além disso, o material não deve tender a formar ligas com o material soldado. O sistema mecânico consiste de um chas- si que comporta os sistemas elétrico e de controle, além de um dispositivo para a fixa- ção das peças e aplicação de pressão. O sistema de controle é o permite que a corrente de solda seja controlada e guia- da em seus parâmetros – fluxo de corrente, intensidade de corrente, tempo de solda e pressão de solda . Vantagens e Aplicações do Proceso É um método de união metálica versátil e dinâmico, permite realizar um grande núme- ro de soldas de forma rápida, precisa, lim- pa e com repetibilidade de qualidade. È um pocesso econômico, pois dispesa o uso de consumíveis de soldagem ou de parafusos e afins e de usinagem, como furação, per- mitindo a monategem complexas a partir de componentes simples, de varias espessuras, formas e materiais. Pode apresentar excelente qualidade mecânica e de acabamento, já que pode ser praticamente inivisível. Suas aplicações são encontradas na indus- tria automotiva e siderúrgica , na eletro-ele- trônica, na fabricação de eletrodomésticos, tubulações, equipamentos rodoviários e autopeças. Extrusão Definição Extrusão é um processo de fabricação de produtos semi-acabados. Como resultado disso, obtém-se uma das importantes carac- terísticas do produto extrudado: seção trans- versal reduzida e grande comprimento. O processo de extrusão consiste basica- mente em forçar a passagem de um bloco de metal através do orifício de uma matriz. Isso é conseguido aplicando-se altas pressões ao material com o auxilio de um êmbolo. Etapas do Processo De acordo com o tipo de metal, que se deve suportar rigorosamente condições de atrito e temperatura, e com a seção a ser obtida, a extrusão pode ser realizada a quente ou frio. Os metais mais duros passam normal- mente pelo matriz processo de extrusão a quente. Esse processo envolve passagem as seguintes etapas: 1. Fabricação de lingote ou tarugo de seção circular, 2. Aquecimento uniforme de lingote ou tarugo, 3. Transporte do lingote ou tarugo aqueci- do para a câmara de extrusão, 4. Execução da extrusão, 5. Fim da extrusão, 6. Remoção dos resíduos de óxido. Tipos de extrusão: A extrusão pode ser realizada de duas maneiras básicas: Direta: O bloco metálico a ser processado é colo- cado em uma câmera ou cilindro, e empurra- do contra uma matriz através de um pistão, acionado por meios mecânicos ou hidráuli- cos. Indireta: O êmbolo é oco e está ligado à matriz. A extremidade oposta da câmera é fecha- da com a placa. O êmbolo oco empurra a matriz de encontro ao metal e este sai da matriz em sentido contrario ao movimento de haste. Os equipamentos usados na extrusão con- sistem em prensas horizontais, mecânicas ou hidráulicas. Defeitos e Soluções Existem vários defeitos típicos dos proces- sos de extrusão. Os defeitos podem ser evi- tados da seguinte forma: 1. Cavidade no produto: descartar a por- ção final do produto, 2. Anel de oxido: não extrudar o tarugo até o fim, 3. Arrancamento: diminuir a velocidade de extrusão, 4. Bolhas: eliminar gases dissolvidos no metal líquido durante a fundição do lin- gote. Cunhagem Definição Operação de prensagem, geralmente rea- lizada a frio, em que todas as superfícies da peça são restringidas ou limitadas, pela uti- lização de matrizes, de modo que o perfil e a impressãoda matriz se reproduzam per- feitamente. Processo O esforço da deformação ocorre entre duas partes da matriz. Em seguida o recorte das rebarbas de material é feito. Aços inoxidáveis, cobre, prata, ouro e outras ligas são submetidos a esse tipo de processo. Aços-carbono e aços-liga também sofrem cunhagem, contudo deve-se levar em conta que a capacidade de cunhagem decresce à medida que os teores de carbono e elementos de liga aumentam. A matriz é o baixo relevo da peça que se deseja produzir. Na cunhagem, a primeira etapa consiste numa operação preliminar de forjamento e extrusão, pois apenas pequena redistribui- ção do metal pode ser obtida pela cunha- gem. Aplicações O processo aplica-se em objetos decorati- vos como medalhas, moedas, etc. Ou quan- do se deseja grande precisão dimensional, como em diversas peças da indústria auto- mobilística. Colher cunhada Máquina para cunhagem Processo antigo de cunhagem de moedas REAL Propriedades da Madeira A madeira é como um organismo vivo, e está em constante mudança, por isso, às vezes, é difícil trabalhar com ela. Para faci- litar é preciso conhecer suas propriedades e assim prever defeitos na usinagem. Propriedades: . Textura: característica que se refere às dimensões, distribuição e abundância relati- va dos elementos constituintes da madeira, observada no plano transversal. As madei- ras podem ter textura fina, média ou gros- sa. . Dureza . Grã: a grã é o elemento constituinte da madeira. O modo como a grã está organi- zada constitui a trama do tecido. Uma mes- ma árvore pode apresentar grã em diversos sentidos. De acordo com o sentido dessa trama, a usinagem pode ser mais difiícil ou fácil. A posição da grã também interfere na resistência mecânica da madeira. . Densidade: as madeiras podem ser clas- sificadas como leves, médias ou pesadas, de acordo com a sua densidade. . Umidade: a umidade é responsável pela contração e expansão da madeira. As célu- las da madeira possuem espaços que são preenchidos com água, fazendo assim com que o tecido se expanda. Madeiras leves e com maior espaço entre células tendem ter maior contração que madeiras pesadas. Para que a madeira possa ser usada comercialmente ela passa por um processo de secagem. Nesse processo podem acon- tecer defeitos como rachaduras, colapso e empenamentos (encanoamento, torcimen- to, encurvamento e arqueamento). Algumas madeiras tem tendência a apresentar defei- tos de secagem, devido a sua constituição. . Permeabilidade: capacidade da madeira de absorver substâncias. Essa proprieda- de é muito importante pois a secagem e a preservação da madeira estão diretamente ligadas a permeabilidade. Madeiras de boa permeabilidade absorvem melhor os verni- zes e se tornam mais duráveis. . Durabilidade natural:é o grau de susce- tibilidade da madeira ao ataque de agentes destruidores (fungos, brocas marinhas, ação de intempéries) . Trabalhabilidade: é grau de facilidade de se trabalhar a madeira. Grã e dureza são o principais fatores que influenciam a traba- lhabilidade.Defeitos de secagem Texturas da madeira Usinagem de Madeira Tipos de Grã . Grã direita – nela os elementos consti- tuintes da madeira mantêm certo paralelis- mo com o eixo vertical da árvore ou peça de madeira. . Grã transversal – reduzem a resistência da madeira. Dificultam a serragem. . Grã revessa – dificulta o corte radial, devido às sucessivas camadas de cresci- mento em direções opostas. As superfícies radiais apresentam faixas ásperas inter- caladas a faixas lisas. Máquinas avançadas podem transformar este aspecto em valor adicional, pela formação de figuras atrativas com diferençasde brilho nas faixas de cres- cimento. Esta grã também afeta a flexão estática e elasticidade da madeira. . Grã ondulada – elementos axiais da madeira apresentam ondulações. . Grã inclinada – desvio angular apresenta- do pelos elementos longitudinais da madei- ra. . Grã irregular – elementos axiais apre- sentam variações irregulares em relação ao eixo vertical da tora ou peça de madeira. . Grã espiralada (torsa) – elementos axiais regularmente colocados em disposição espi- ral ao longo do tronco. Tipos de Corte Os planos de corte da madeira: Os tipos de corte da madeira para desdo- bro (corte do tronco da árvore em tábuas) são: . Tangencial – corte com direção perpen- dicular aos raios e tangencial aos anéis de crescimento. . Topo – corte transversal da tora. . Radial – corte longitudinal do tronco, que segue os raios da madeira desde a casca até o centro. Usinagem de Madeira Processos mecânicos de usinagem Os processos mecânicos utilizados para usinagem de madeira, são basicamente os mesmos utilizados para usinagem de metais. Estando entre eles: torneamento, lixamen- to, serramento, aplainamento e furação. No entanto o maquinário é um pouco diferen- te, já que as propriedades da madeira e dos metais também o são. Serras Para usinagem de madeira, existem qua- tro tipos de serra: Serra fita, Serra circular, Serra circular com mesa móvel e Serra cir- cular com disco móvel. Os parâmetros de usinagem das serras consistem na ferramenta (geometria, núme- ro de dentes), na velocidade da ferramenta (linear ou de rotação) e na velocidade de avanço. Serra Fita Os principais componentes desta serra são: . Fita de aço com dentes em uma ou nas duas bordas; . Dois ou mais volantes; . Mesa (com ou sem régua e guia). Esta serra é normalmente utilizada para realizar cortes curvos e/ou para madeira com casca. Sua principal vantagem é a flexibilidade de geometria que ela oferece, mas é preciso considerar o raio mínimo de curvas e a largura máxima de corte. Suas principais desvantagens são o risco de aci- dentes e a lentidão do corte. Serra Circular Os principais componentes desta serra são: . Disco de serra (altura e inclinação po- dem ser reguláveis); . Mesa com régua e guia. A serra circular é utilizada para realizar cortes retos e rápidos, e cortes longitudinais. Suas principais vantagens são a simplicida- de de operação e a grande sensibilidade de seu corte. No entanto, ela possui uma certa imprecisão no avanço, e exige dois operado- res para cortar peças mais longas. Usinagem de Madeira Serra Circular com Mesa Móvel Os principais componentes desta serra são: . Disco de serra (com altura e inclinação reguláveis); . Mesa móvel com régua e guia; . Mesa fixa. A serra de mesa móvel é utilizada para realização de cortes retos e precisos, e cor- tes transversais. Ela possui precisão, curso longo e menor esforço, mas no entanto pos- sui muito pouca sensibilidade no corte. Para sua boa utilização é necessário considerar a largura máxima de corte. Serra Circular com Disco Móvel Os componentes desta serra são: . Disco de serra e disco riscador; . Caixa de curso do disco; . 4, 6 ou 8 mesas (com ou sem ar compri- mido) . Réguas com múltiplas guias. Esta serra é utilizada para cortes retos totais e possui alta produtividade, realizan- do cortes simultâneos de peças. No entanto, a possui altos custos e um limite de espes- sura. Para sua utilização é necessário consi- derar os planos de corte, e é preciso minimi- zar as regulagens. Plainas Em usinagem de madeira, existem dois tipos de plainas: a Plaina Desengrossadeira e e a Plaina Desempenadeira. Plaina Desengrossadeira A Plaina Desengrossadeira possui os se- guintes componentes: . 1 a 4 eixos de ferramentas; . Rolos de tração; . Rolos de deslize. Ela é normalmente utilizada no processo de pré-usinagem, e tem como principal função diminuir a espessura da peça. Ela permite grandes reduções de espessura, e também madeira com casca ou suja com areia. No entanto, não tem boa qualidade de acaba- mento e gera grande perda de material. Usinagem de Madeira Plaina Desempenadeira A Plaina Desempenadeira possui 1 eixo de ferramentas e duas mesas apenas. Ela é normalmente utilizada para elimi- nar irregularidades na geometria da peça, e possui um bom acabamento além de ser auto-ajustável. No entanto a usinagem de uma peça nesta máquina requer a realiza- ção de várias etapas. Furadeiras Em usinagem de madeira, assim como em usinagem de metais, existem três tipos de furadeiras, a Furadeira Vertical, A Furadeira Horizontal e a Furadeira Múltipla. Furadeira Vertical A Furadeira Vertical possui os seguintes componentes: . Mandril . Mesa . Haste Ela é utilizada para a realização de furos em faces, e possui grande sensibilidade de furação. Para utilizá-la é preciso considerar a utilização de gabaritos para o posicio- namento das peças, já que esta furadeira não possui guias. Suas principais desvantagens provêm do fato de permitir apenas um furo por peça, o que gera baixa produtividade. Furadeira Múltipla A Furadeira Múltipla possui os seguintes componentes: . Cabeçotes horizontais; . Cabeçotes verticais; . Mesa com guia e régua. Ela é normalmente utilizada em peças com múltiplos furos, possui alta produtividade e precisão. Para utilizá-la é necessário consi- derar a distância fixa existente entre furos de 32 mm, além de minimizar as regulagens. Suas principais desvantagens se devem ao fato de possuir uma distância e direções fixas para a realização de furos. Usinagem de Madeira Características que Influenciam na Usi- nagem e Valor de Mercado . Nós: são originados de desenvolvimen- to de galhos. Influenciam na aparência e, em geral, determinam a desvalorização da madeira. . Rachaduras: podem seguir os anéis ou o sentido radial. Podem comprometer uma secção do lenho para o uso. . Madeira reagida/comprimida: ocasiona- da pela inclinação da árvore, normalmente sob ação de vento. O resultado é o desen- volvimento excêntrico perceptível no corte tangencial. Em geral não deprecia o valor da madeira. . Mancha mineral: é ocasionada por pica- das de pássaros ou ação do vento. . Raios medulares . Taninos ressequidos . Resinas Rachaduras na madeira Presença de resina Principais Defeitos da Usinagem da Madeira Grã Arrancada Defeito dos mais comuns e estudados do processo de usinagem. Apresenta´se como buraco formado na superfície de poucos milímetros de largura .Originado na retirada de feixes de fibras, vasos e raios. Ocorre, em geral, em espécies de grã revessa. Usinagem de Madeira Grâ arrancada . Lixamento/Aplainamento Elevadas pressões nesses processos podem ocasionar a grã arrancada Grã Felpuda Elementos constitutivos da madeira que não foram retirados na usinagem, resultan- do em aspecto de pêlo. Ocorre nas opera- ções de plaina, lixa, broca, torno e fresa- gemÉ remediável por lixamentos sucessivos em diferentes sentidos Grã Levantada Rugosidade em que parte dos anéis de crescimento ficam mais salientes. É oca- sionada pela diferença de densidades entre lenho primaveril e invernal. Há pouca inci- dência nas madeiras brasileiras, devido ao clima mais constante. Ocorre na operação de plaina. Marcas de Cavaco Afundamentos na superfície da madeira, originados na má exaustão dos cavacos, que ficam presos à ferramenta de corte e agem como uma impressora sobre a madei- ra. Ocorre na operação de plainamento e fresagem. Superfície Riscada Riscos na superfície da madeira. Há maior incidência próximo a nós e em madeiras duras. Ocorre na operação de lixamento.Grã Esmagada Esmagamento de regiões da madeiraOca- sionada pela pressão da ferramenta sobre a superfície da madeira. Há maior incidên- cia em madeiras moles e atacadas por fun- gos. Ocorre nas operações de torneamento e broca. . Plaina Este defeito pode ser eliminado ao passar- se a madeira no sentido contrário na plaina, em algumas espécies. Caso contrário, só poderá ser eliminado no lixamento. . Torno/Broca Defeito irreversível, devido a rotação da peça.Pode-se minimizar pela mudança de ângulo de corte e umidade. Usinagem de Madeira Dados Principais NOME COMUM: Quaruba. NOME CIENTÍFICO: Vochysia maxima. FAMÍLIA: Vochysiaceae. LOCAL DE COLETA: Santarém-PA. OUTROS NOMES COMUNS: Cedrorana, Guaruba, Guaruba-cedro, Quaruba, Qua- ruba-cedro, Quaruba-verdadeira. Árvore Altura comercial (m): min. 7,0 - med. 17,0 - max. 23,0; Diâmetro (DAP) (cm): min. 45 - med. 62 - max. 74; Tronco: reto, cilíndrico; Casca: espessura (cm) 0,5 - 1,5 (em placas, contém resina). Secagem Rápida (5 dias) Trabalhabilidade Serragem: fácil; Aplainamento: médio. Usos Construção leve, móveis, obras gerais de carpintaria, marcenaria e acabamento, asso- alhos, divisórias, caixas, engradados, pale- tes, compensados, construção de embarca- ções (interna). Classificação da cor do cerne Marrom.Quaruba Cerne Usinagem de Madeira Dados Principais NOME COMUM: Fava-orelha-de-negro. NOME CIENTÍFICO: Enterolobium schom- burgkii. FAMÍLIA: Mimosaceae. LOCAL DE COLETA: Curuá-Una-PA. OUTROS NOMES COMUNS: Angelim- rosca, Cambuí-sucupira, Fava-bolota, Fava-de-rosca, Fava-dura, Fava-ferro, Fava-grande, Fava-orelha-de-macaco, Fava-orelha-de-negro, Fava-uingue, Fava- wing, Faveca, Faveira-de-rosca. Árvore Altura Comercial: 10,90cm; Diâmetro (DAP): 58,3cm - (DAS) 62,4cm; Tronco: retilínio/tortuoso; Sapopema: de baixa a 8,70. Secagem Muito rápida (3 dias) Trabalhabilidade Teste: Plaina Número de Amostras: 29 Processamento: Fácil Acabamento: Muito ruim Superfície: Arrancada Teste: Lixa Número de Amostras: 29 Processamento: Fácil Acabamento: Muito ruim Superfície: Felpuda Teste: Torno Número de Amostras: 27 Processamento: Fácil Acabamento: Bom Superfície: Felpuda e esmagada Teste: Broca Número de Amostras: 18 Processamento: Fácil Acabamento: Excelente Superfície: Boa Usos Construção pesada, construção leve, embarcações, armação de móveis, tornea- dos e chapas, paletes, cabos em geral, pos- tes e pilares, caminados para compensados e laminados decorativos. Fava-orelha-de-nego Cor do cerne: marrom Usinagem de Madeira Dados Principais NOME COMUM: Angelim-amargoso. NOME CIENTÍFICO: Vatairea sericea. FAMÍLIA: Fabaceae. LOCAL DE COLETA: Floresta Nacional do Jamari-RO. OUTROS NOMES COMUNS: Angelim- amargoso, Fava-amargosa, Fava-bolacha, Faveira-amargosa, Faveira-bolacha, Sapu- pira-amarela, Sucupira-amarela. Árvore Altura Comercial: 11,0 m; Diâmetro (DAP): 36,70 cm; (DAS): 67,20cm; Tronco: retilíneo; Altura da sapopema: de baixa até 2,60m. Secagem Muito rápida (3,9 dias). Trabalhabilidade Teste: Plaina Número de Amostras: 24 Regulagem Equipamento: Não adequada Acabamento: Bom Superfície: Felpuda Teste: Lixa Número de Amostras: 22 Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Bom Superfície: Riscada Teste: Torno Número de Amostras: 17 Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento : Bom Superfície: Felpuda Teste: Broca Número de Amostras: 18 Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Excelente Superfície: Boa Usos Construção civil, chapas, assoalhos, mar- cenarias, dormentes e outros. Classificação da cor do cerne Marrom. Fava-orelha-de-nego Cerne Usinagem de Madeira Dados Principais NOME COMUM: Pequiarana. NOME CIENTÍFICO: Caryocar glabrum. FAMÍLIA: Caryocaraceae. LOCAL DE COLETA: Floresta Nacional do Jamari-RO. OUTROS NOMES COMUNS: Cabeleira, Jiqui, Pequi, Pequiarana, Pequiá, Piqui, Piquiarana, Piquiarana-da-terra, Piquia- rana-da-terra-firme, Piquiarana-verme- lha, Piquiá, Piquiá-bravo, Piquiá-da-areia, Piquiá-verdadeiro, Vinagreiro. Árvore Altura Comercial: 9,50 m; Diâmetro (DAP): 62,90 cm; Tronco: retilíneo/tortuoso. Secagem Moderadamente rápida (9,1 dias). Trabalhabilidade Teste: Plaina Número de Amostras: 24 Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Exelente Teste: Lixa Número de Amostras: 24 Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Ruim Superfície: Felpuda e riscada Teste: Torno Número de Amostras: 17 Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Bom Superfície: Felpuda Teste: Broca Número de Amostras: 24 Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Bom Superfície: Felpuda Usos Dormentes, armações de cavernas de embarcações, tanoaria, marcenaria, esta- cas, vigas, caibros, ripas, tábuas, tacos para assoalhos, marcos de portas e janelas, pos- tes, esteios, mourões. Classificação da cor do cerne Amarelo. Fava-orelha-de-nego Cerne Usinagem de Madeira Dados Principais NOME COMUM: Roxinho. NOME CIENTÍFICO: Peltogyne cf. subses- silis. FAMÍLIA: Caesalpiniaceae. LOCAL DE COLETA: Floresta Nacional do Jamari-RO. OUTROS NOMES COMUNS: Pau-roxo, Roxinho. Árvore Altura Comercial: 12,0 m; Diâmetro (DAS): 59,70 cm; Tronco: etilíneo; Altura da sapo- pema: de 1,50 até 3,90 m. Secagem Rápida (6,6 dias). Trabalhabilidade Teste: Plaina Regulagem Equipamento: Não adequada Acabamento: Regular Superfície: Arrancada Teste: Lixa Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Bom Superfície: Felpuda e riscada Teste: Torno Regulagem Equipamento: Não adequada Acabamento: Bom Superfície: Felpuda Teste: Broca Regulagem Equipamento: Não adequada Acabamento: Excelente Superfície: Aceitável Usos Dormentes, armações de cavernas de embarcações, tanoaria, marcenaria, esta- cas, vigas, caibros, ripas, tábuas, tacos para assoalhos, marcos de portas e janelas, pos- tes, esteios, mourões. Classificação da cor do cerne Roxo. Fava-orelha-de-nego Cerne Usinagem de Madeira Dados Principais NOME COMUM: Ipê. NOME CIENTÍFICO: Tabebuia sp. FAMÍLIA: Bignoniaceae. LOCAL DE COLETA: Floresta Nacional do Jamari-RO. OUTROS NOMES COMUNS: Açoita-cava- lo, Camarão, Embiratã, Folha-larga,Ipê, Ipê-ovo-de-macaco, Ipê-roxo, Jitaipemba, Maçaranduba-branca,Pau-d’arco-branco, Pau-d`arco-pardo, Pau-d`arco-taipoca, Peroba,Peroba-amarela, Peroba-branca, Peroba-canela. Árvore Altura Comercial: 13,80 m; Diâmetro (DAP): 74,0 cm; Tronco: retilíneo/tortuoso. Secagem Muito rápida (3,3 dias). Trabalhabilidade Teste: Plaina Regulagem Equipamento: Não adequada Acabamento: Bom Superfície: Arrancada Teste: Lixa Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Excelente Superfície: Sem defeitos Teste: Torno Regulagem Equipamento: Não adequada Acabamento: Execlente Superfície: Aceitável Teste: Broca Regulagem Equipamento: Não adequada Acabamento: Excelente Superfície: Aceitável Usos Dormentes, armações de cavernas de embarcações, tanoaria, marcenaria, esta- cas, vigas, caibros, ripas, tábuas, tacos para assoalhos, marcos de portas e janelas, pos- tes, esteios, mourões. Cor do cerne: marrom Usinagem de Madeira Dados Principais NOME COMUM: Gogó-de-guariba. NOME CIENTÍFICO: Rauvolfia paraensis. FAMÍLIA: Apocynaceae. LOCAL DE COLETA: Floresta Nacional do Jamari-RO. OUTROS NOMES COMUNS: Gogó-de- guariba, Peroba-d’água. Árvore Altura Comercial: 12,20 m; Diâmetro (DAP): 59,40 cm; Tronco: retilíneo/tortuo- so. Secagem Muito rápida (1,9 dias), Trabalhabilidade Teste: Plaina Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento:Excelente Superfície: Sem defeitos Teste: Lixa Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Excelente Superfície: Sem defeitos Acabamento: Excelente Superfície: Sem defeitos Teste: Broca Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Excelente Superfície: Aceitável Classificação da cor do cerne Amarelo. Cerne Usinagem de Madeira Dados Principais NOME COMUM: Muirajuçara. NOME CIENTÍFICO: Aspidosperma macro- carpon. FAMÍLIA: Apocynaceae. LOCAL DE COLETA: Floresta Nacional do Jamari-RO. OUTROS NOMES COMUNS: Balsinha, Bucheira, Guatambu, Guatambu-do-cer- rado, Moela-de-ema, Muirajuçara, Pana- céia, Pau-pereira, Pereira, Pereiro, Perei- ro-do-campo, Peroba, Peroba-amarela, Peroba-amarga, Peroba-cetim, Peroba- do-campo, Peroba-do-cerrado, Peroba- mica, Peroba-mico, Peroba-mico-marrom. Árvore Altura Comercial: 11,40 m; Diâmetro (DAP): 65,90 cm; Tronco: retilíneo/tortuo- so. Secagem Rápida (4,5 dias). Trabalhabilidade Teste: Plaina Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Excelente Superfície: Sem defeitos Teste: Lixa Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Excelente Superfície: Sem defeitos Teste: Torno Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento : Excelente Superfície: Aceitável Teste: Broca Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Excelente Superfície: Aceitável Classificação da cor do cerne Marrom. Cerne Usinagem de Madeira Dados Principais NOME COMUM: Tauari. NOME CIENTÍFICO: Cariniana micrantha. FAMÍLIA: Lecythidaceae. LOCAL DE COLETA: Floresta Nacional do Jamari-RO. OUTROS NOMES COMUNS: Castanha-de- macaco, Castanha-vermelha, Jequitibá-do-brejo, Jequitibá-rosa, Mata- matá-vermelho, Taanuari, Taauari, Tanari, Tauari, Tauari-vermelho. Árvore Altura Comercial: 17,60 m; Diâmetro (DAP): 81,90 cm -(DAS): 63,0 cm; Tronco: retilíneo; Altura da sapopema: de baixa até 2,10 m. Secagem Muito rápida (3,2 dias). Trabalhabilidade Teste: Plaina Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Excelente Superfície: Sem defeitos Teste: Lixa Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Bom Superfície: Felpuda e riscada Teste: Torno Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Bom Superfície: Felpuda Teste: Broca Regulagem Equipamento: Adequada Acabamento: Excelente Superfície: Aceitável Classificação da cor do cerne Marrom. Cerne Usinagem de Madeira Os processos de conformação de plásticos são empre- gados na produção de produtos feitos com resinas em diferentes estados físicos. A utilização de cada proce- so varia de acordo com as propriedades do material empregado e forma do produto a ser desenvolvido. A seguir, descrevemos os principais processos de confor- mação de resinas, injeção e união de plásticos. Conformação de Plásticos Conformação no estado líquido Tipos de plástico . Termoplásticos: sob pressão e calor, pas- sam por uma transformação física, sem alteração em sua estrutura química. Ex.: PVC, poliestireno, policarbonato, “nylon” e outros. . Termofixos: sob efeito de calor e pressão sofrem transformação química. Ex.: poliéster e melamina. Definição De maneira geral os processos de confor- mação de resinas no estado líquido são aná- logos aos processos de fundição de metais, as opções disponíveis a poucas décdas atrás eram bastante limitadas mas atualmente os processos são bastante completos, possuem alto grau de qualidade e permitem a produ- ção de peças muito complexas. Conformação por Expansão Espuma e outras formas em resina flexí- vel de poliuretano. A densidade da espuma depende da pressão criada pelo volume da mistura no molde. Comumente empregadas na indústria moveleira e civil; Conformação por Contado 1. Hand lay up . Processo trabalhoso; . Utiliza moldes de plástico, madeira, ou gesso. 2. Moldagem a pistola (ou Spray up) . Utiliza fibras picadas e pode ser automa- tizada 3. Contato manual . Limitado à fabricação de peças com forma- tos simples e com uma face lisa; . Volumes pequenos e médios. Moldagem por Injeção e Reação (RIM) . Artigos moldados a partir de componen- tes líquidos; . Tecnologia utilizada em produções em grande escala; . Velocidades de produção competitivas com o processo convencional de molda- gem de termoplásticos ; . Baixo custo relativo de capital; . Baixo consumo energético; . Grande gama de propriedades de com- postos que podem ser obtidas; . Em geral não é apropriado para peque- nos recipientes. Conformação no estado líquido Moldagem por Compressão Uma técnica para moldar termofixos, na qual a peça é moldada colocando a fibra e resina em um molde aberto, fechando o molde, e aplicando calor e pressão até que o material seja curado ou alcance sua forma final. . É usada basicamente com resinas termo- fixas e borrachas; . As pré-formas são colocadas manual- mente em um molde pré-aquecido; . A polimerização ocorre no molde sobre calor e pressão; . Devem ser removidas as rebarbas que normalmente se formam; . Os moldes custam menos que os usados para injeção. Moldagem por Transferência Processo de baixa pressão, em molde fecha- do, no qual uma mistura de resina e cata- lisador é injetada na câmara de transferên- cia com aplicação de pressão o composto é transferido para as cavidades do molde que contém o reforço ou a forma pré-definida. Depois que a resina é curada, o molde pode ser aberto e a peça finalizada removida. . Vantagens: melhor acabamento superfi- cial, melhor fluido de composto. . Desvantagens: esperdício de material nos canais de corrida. Rotomoldagem O material é colocado no molde de suas partes de metal, no segundo estágio do pro- cesso enquanto é girado ao redor de dois eixos é aquecido num forno grande. Essa ação rola o pó, revestindo as paredes internas do molde. A peça resfria enquanto gira num terceiro estágio e é então removida da estação car- regamento ou descarregamento. . Vantagens: produção de peças em qual- quer tamanho (preferencialmente grandes), custo ferramental baixo. . Desvantagens: Indicado para produção de pequenos produtos apenas se forem poucas unidades. Esquema do processo Processo O processo de moldagem por injeção con- siste essencialmente no amolecimento do material num cilindro aquecido e sua conse- qüente injeção em alta pressão para o inte- rior de um molde relativamente frio,onde endurece e toma a forma final. Condições de moldagem Para se obter uma moldagem satisfatória precisa-se observar: .Pressão de injeção: Uso do mínimo de pressão, para a obtenção de artigos mol- dados, livres de defeitos internos e super- ficiais. .Temperatura do cilindro: A temperatu- ra do material depende não só da tempera- tura do cilindro, como também da velocida- de com que o material passa através dele. .Tempo do ciclo: Deve ser o mínimo do ponto de vista econômico, porém deve estar também nos limites estabelecidos para a boa qualidade do objeto moldado. .Temperatura do molde: Uma tempera- tura constante do molde, abaixo do ponto de amolecimento do material, é o objetivo do produtor. Ferramentas Ferramentas para a moldagem por injeção possuem uma cavidade que é o negativo da parte a ser moldada. A ferramenta é geralmente responsável pela maior parte das despesas da molda- gem por injeção. Outras características de uma ferramenta de moldagem por injeção incluem canais de refrigeração a água, pinos ejetores e uma placa que corta em tiras e/ou ejetores para separar a peça do molde. Máquinas de injeção Os principais elementos componentes das máquinas injetoras são: .A unidade injetora que compreende o dis- positivo de alimentação e dosagem, plastifi- cação e injeção. .A unidade de fechamentoincumbida de abrir e fechar o molde. .O cilindro de injeção deverá apresentar zonas de aquecimento cuidadosamente ter- moreguladas. .O torpedo dos cilindros injetores de pistão serve para homogeneizar a massa fundida. Injeção de Plásticos Injeção em atmosfera controlada Mantém o acabamento característico de alta qualidade da superfície da moldagem por injeção Esse processo utiliza um gás inerte que, mais do que misturar a resina, força túneis ocos nos canais projetados para reforço e que fornecem a rigidez necessária para as peças grandes moldadas. A superfície é tão boa quanto aquelas mol- dadas por injeção. Apesar disso, pode haver alguma variação no brilho da superfície. Moldagem por expansão estrutural A moldagem por expansão estrutural foi desenvolvida para obter peças grandes, moldadas, econômicas. O processo utiliza gás inerte ou um agente químico para a produção de peças plásticas que possuem uma superfície sólida e uma estrutura interna celular. Um aspecto negativo desse processo é que as partes moldadas apresentam um padrão de superfície áspero, em espiral, chamado “pele de elefante”. Injeção auxiliada a gás Redução do consumo de resina (peça oca). Melhoria da resistência física e a redução das tensões da peça, a redução da força de fechamento da máquina e o aumento da durabilidade do molde. Micro injeção Peças com peso na faixa de miligramas, praticamente invisíveis a olho nu, com resul- tados extremamente técnicos e precisos. Por ser fechado, garante produção limpa, sem contato manual ou possibilidade de contaminação (chip subcutâneo). Aplicação nos segmentos de informática e instrumentos de precisão (câmeras fotográ- ficas, equipamentos de laboratório, telefo- nia e outros). Injeção de Plásticos Conformação no estado plástico Moldagem expandida O poliestireno expansível, um polímero de estireno que contém um agente expansor, é obtido a partir do petróleo, por meio de diversas transformações químicas. Apresen- ta-se sob a forma de pequenos grânulos. Devido à simplicidade dos perfis e às bai- xas pressões de moldagem, o custo de pro- dução é relativamente baixo. As espumas são produzidas em dois está- gios: As partículas são expandidas, através do aquecimento por contato com vapor de água, cerca de 20 a 40 vezes o seu tamanho original (pode ser adicionado um corante). O material é derramado em um molde de alumínio e aquecido a vapor sob baixa pres- são, fazendo com que as partículas sejam expandidas e unidas. Assim, obtém-se um material expandido, que é rijo e contém uma grande quantidade de ar. Produtos obtidos: Produtos moldados descartáveis (copos, recipientes para alimentos). Produtos para esportes aquáticos (barcos pequenos, pranchas de surf, coletes salva- vidas). Embalagem de produtos frágeis e objetos de valor como eletrônicos, computadores, componentes de áudio. Isolamento térmico e acústico. Contêineres. Marco arquitetônico de portas e janelas. Espuma para assento/encosto de móveis. Conformação no estado plástico Termoformagem Processo que utiliza calor e pressão na conformação de chapas termoplásticas Conformação a vácuo Nesse processo a chapa de plástico é aque- cida ao ponto de curvatura e sugada para dentro ou sobre um molde. Vantagens Utiliza materiais mais baratos, como madeira e alumínio, já que o processo é rea- lizado a baixas pressões. Ideal para produzir peças com produção baixa e limitada. Permite produções de peças grandes, como placas de aviso, revestimentos de refrigera- dores, boxes de baho e banheiras e painéis internos de aeronaves. Desvantagem Risco potencial de dano na superfície em contato com o molde. Conformação por pressão A chapa é forçada sobre molde, macho ou fêmea, por meio de ar comprimido, com ou sem vácuo. Desvantagens Podem ocorrer encolhimento, empena- mento, não-uniformidade quanto à espes- sura das paredes e dificuldade de detalhes de superfícies. Custo maior do que conformação a vácuo, pela impossibilidade de usar moldes de madeira. Conformação no estado plástico Moldagem Soprada por Injeção Produz objetos ocos, é largamente utilizada na fabricação de garrafas e vasilhames Etapas: 1. produção de uma peça (parison) injetada via moldagem por injeção 2. fechamento do molde sobre a peça oca 3. introdução de ar comprimido para expan- dir a peça oca até a forma final 4. resfriamento e extração da peça soprada 4 Conformação no estado plástico Moldagem Soprada por Extrusão Semelhante à moldagem soprada por inje- ção, diferencia-se por o parison ser produ- zido via extrusão, já dentro do molde para sopro, reduzindo assim uma etapa de pro- dução. Produz objetos de alta resistência, como dobradiças, maçanetas e pára-choques Vantagens Desvantagens Moldagem soprada por injeção .Moldados sem rebarba. .Bom controle de espessura do gargalo e da parede. .Mais fácil de produzir objetos não- simétricos. .Não há necessidade de acabamento. .Processo lento. .Mais restrito na escolha dos moldados. .São necessários dois moldes para cada objeto. Moldagem soprada por extrusão .Deforma lentamente. .Altas velocidades de produção. .Maior versatilidade com respeito à produção. .Moldados com rebarbas. .Mais difícil de controlar a espessura da parede. .Necessária a operação de corte. Conformação no estado plástico Novos métodos de Moldagem Soprada Moldagem soprada intermitente No processo intermitente, a fusão se acumu- la no barril e é expelida em um só tiro. Vantagem: alta velocidade de produção. Moldagem soprada por estiramento injetado Começa com a moldagem de uma injeção de material pré-formado, que é então reaquecido e esticado com uma chaveta ao mesmo tempo em que é soprado no molde. Moldagem soprada 3D Técnica mais recente, na qual um braço de robô é usado para posicionar o tubo oco em um molde tridimensional antes da sopragem. Vantagens: baixos níveis de desperdício e a capacidade de produzir formas complexas. Peças produzidas por Moldagem Soprada por Injeção Peças produzidas por Moldagem Soprada por Extrusão União de Plásticos Usinagem de Plásticos e Acrílicos O que é plástico? O termo plástico é usado amplamente para descrever resinas e polímeros que são feitos de hidrogênio, carbono, nitrogênio, oxigênio, flúor, silicone e cloro, em sua maioria deri- vados do petróleo. A palavra plástico é usa- da para descrever como um material reage. Plástico significa que uma mudança perma- nente ocorre quando um material é submeti- do à tensão. “Materiais plásticos” foram assim denominados porque sua forma é facilmente modificada com muito pouco calor. Termoplásticos Termoplásticos amolecem e fundem quan- do aquecidos e endurecem quando resfria- dos, comportamento esse que permite reu- tilização. Termofixos Diferentemente dos termoplásticos, os ter- mofixos formam ligações cruzadas, estrutu- ra que tende a restringir os movimentos de cadeias. Essa rede de cadeias de polímeros tende a degradar-se, ao invés de amolecer, quando exposta ao calor. O que é acrílico? O acrílico é um termoplástico de enge- nharia de médio custo. Sendo um termo- plástico, ele amolece ao receber calor vol- tando a enrijecer-se com a diminuição da temperatura. Apresentam as seguintes propriedades: - Transmitância de 92%, usados para apli- cações ópticas para transmissão e controle de luz; - Superior resistência a intemperismo; - Não-afetado por sprays de sal ou por atmosferas corrosivas; -Não escurecem ou deterioram quando expostos a lâmpadas fluorescentes; -Desbotam quando expostos à luz ultra- violeta intensa; -Formulações especiais resistema emis- sões de lâmpadas de mercúrio e vapor de sódio; -Disponíveis em chapas especiais resis- tentes à abrasão, a maioria formulada para durabilidade externa de longo prazo e filtragem de ultravioleta. Vantagens: transparência, versatilidade, durabilidade, segurança, leveza, contato com alimentos, ecologia, custo de usinagem Desvantagens: custo do material, cuidados extras na usinagem Como fazer As máquinas usadas para usinagem de plás- ticos e acrílicos são: o torno, a fresadora e a furadeira. No caso de dobrar uma chapa de acrílico utiliza-se um forno industrial específi- co, com temperatura próxima a 200° C. Para fazer recortes no acrílico, deve-se utilizar uma máquina especial de plotagem para acrílicos, que os cortam a laser. Por ser um material rela- tivamente frágil, devem-se ter cuidados e aten- ção extras durante a usinagem do plástico. Custos O acrílico é um material nobre, derivado do Petróleo. Custa em média 7 vezes mais caro que o vidro temperado, chegando a 10 vezes mais caro que um vidro comum. As chapas coloridas são de 10 a 20 % mais caras do que as transparentes, devido aos pigmentos. Corte com jato de água • Bombas bastante poderosas elevam a pressão água a uma pressão variando de 30.000 a 50.000 psi, ou seja, cerca de 4.000 vezes a pressão atmosférica ao nível do mar. A água pressurizada é armazena- da num acumulador, que regulariza o flu- xo de saída do fluido. Depois é levada por tubulações até um bocal feito de safira, que é um material com elevada resistência ao desgaste. • Geralmente é feita adição de abrasi- vos, entre os quais se destacam as partícu- las de sílica e de granada, para aumentar a eficiência do corte. • Acoplado ao bocal, existe um reser- vatório contendo material abrasivo em pó. Assim, a água, ao passar pelo bocal, arrasta o material abrasivo, o que faz o jato, agora formado por uma mistura de água e abrasi- vo, ter uma potência de corte maior. • À medida que sai do bico, o jato de água se abre. O jato de água com abrasivo apresenta maior abertura, por ser menos uniforme, a distância entre o bico e o mate- rial é sempre muito pequena, abaixo de 1,5 mm. • Quando se utiliza a tecnologia do jato de água com abrasivo para cortar metais e outros materiais duros, 90% do corte, na realidade, é feito pelo abrasivo e não pela água. O abrasivo produz uma ação de cisa- lhamento que permite cortar materiais de grande dureza até a espessura de 152,4 mm. Esse tipo de corte é eficaz tanto para materiais duros como para peças que pas- saram por endurecimento superficial. • Após atravessar o material, o jato de água é amortecido num tanque, contendo água e esferas de aço ou pedras britadas, que fica sob a mesa do equipamento. Em alguns equipamentos, a água é armazena- da em uma unidade coletora móvel. O pro- cesso não produz efluentes tóxicos, portan- to o descarte pode ser feito normalmente. A limpeza regular do tanque de água é tarefa que não oferece perigo nem para o opera- dor, nem para o meio ambiente. • Este processo é ideal para cortar cer- tos materiais duros, como placas blindadas ou alguns materiais cerâmicos, que normal-Esquema de um bocal de corte Peças de metal submetidas a corte por jato d’água PROCESSOS DE CORTE NÃO MECÂNICOS mente levam a grande desgaste de ferramentas nos sistemas de corte tradicionais. • O jato d’água é usado em corte manual, corte automático (robôs com 5 ou 6 eixos de movi- mentação) e mesas X-Y. • O material cortado não vibra e não sofre deslocamentos. • Não produz problemas de efeito térmico, não polui o meio ambiente e é aplicável a uma vas- ta gama de materiais. • Utilizado num grande número indústrias, incluindo as aeroespaciais, nucleares, fundições, automobilísticas, de pedras ornamentais, de vidros e de construção. Corte com laser • O nome Laser é uma sigla formada pelas letras iniciais das palavras Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que em portu- guês quer dizer: amplificação da luz por emissão estimulada da radiação. • O sistema de corte a laser combina o calor do raio focado com a mistura de gases (dióxido de PROCESSOS DE CORTE NÃO MECÂNICOS carbono, nitrogênio e hélio) para produzir uma po- tência que chega a cerca de 3.000 watts por centí- metro quadrado, capaz de vaporizar a maioria dos metais. O hélio auxilia ainda na dissipação do calor gerado pelo campo elétrico. • O tipo mais comum de laser usado na in- dústria utiliza o dióxido de carbono (CO2) como veículo ativo. Outros gases, como o nitrogênio (N2) e o hélio (H), são misturados ao dióxido de carbono para aumentar a potência do laser. • Os sistemas de corte a laser não podem ser operados manualmente, pois o processo envolve alta concentração de energia, uma vez que o feixe deve ser muito concentrado e o corte ocorre a velo- cidades muito altas. • Pelo cabeçote laser flui um gás, chamado gás de assistência, que tem por função, entre ou- tras, remover o material fundido e óxidos da região de corte. O gás normalmente usado para esta finali- dade é o oxigênio, porque ele favorece uma reação exotérmica, isto é, libera calor, aumentando ainda mais a temperatura do processo e, por conseqüên- cia, a velocidade de corte. Entretanto, o nitrogênio pode ser preferido como gás de assistência quan- do forem necessárias superfícies livres de óxidos, como no corte de aços inoxidáveis. Esquema de produção de um laser de rubi: 1. rubi artificial 2.feixe de fótons 3 e 4.espelhos 5.raio laser Diagrama simplificado de um laser de elétron livre • As máquinas de corte a laser podem cortar chapas de aço-carbono de até 20 mm de espessura. Ao contrário do que se poderia pensar, sua capacidade de corte de chapas de alumínio, por exemplo, é bem menor: corta chapas de 6 mm, no máximo. Isso se explica pela tendência do alumínio ao empastamento e à reflexão da luz. • O uso de máquinas de corte a laser é recomendado quando as peças apresen- tarem formas complicadas e for exigido um acabamento de superfície praticamente livre de rebarbas na região de corte. • À medida que sai do bico, o jato de água se abre. O jato de água com abrasivo apresenta maior abertura, por ser menos uniforme, a distância entre o bico e o mate- rial é sempre muito pequena, abaixo de 1,5 mm. Corte com plasma • O corte plasma, utilizado no mesmo estado em que foi descoberto, é atualmen- te chamado de corte plasma convencional. Pode ser aplicado a cortes de vários metais com espessuras diferentes. É muito usado, por exemplo, para cortar aço inoxidável, aço-carbono e alumínio. • Esta técnica de corte foi introduzida na indústria em 1957 e, inicialmente, era usada para cortar qualquer metal a altas velocidades de corte. As chapas a serem cortadas variavam de 0,5 mm até 300 mm. • O plasma se desloca a uma velocida- de de 15.000 km/h e atinge uma tempera- tura de 18.000 K. • Se é usada uma baixa vazão de gás, o jato de plasma apresenta alta temperatu- ra e concentra grande quantidade de calor na superfície. Esta é a situação ideal para soldagem. Ao contrário, se a vazão de gás é aumentada, a velocidade do jato de plasma é tão grande que empurra o metal fundido através da peça de trabalho, provocando o corte do material. • O corte plasma com ar comprimido incorpora em seu processo ar comprimi- do como um elemento que substitui gases industriais de alto custo, como hidrogênio e hélio e proporciona um corte mais econômico. O plasma é um gás ionizado em elevadíssimas temperaturas, contudo é possível produzir plasma com gases a temperaturas relativamente baixas, como é o caso desta luminária decorativa. Laser em ação na usinagem de uma peça metálica. PROCESSOS DE CORTE NÃO MECÂNICOSO oxigênio presente no ar fornece uma ener- gia adicional que aumenta a velocidade de corte em 25%. Esse processo pode ser usa- do para corte de aço inoxidável e alumínio. Entretanto, a superfície desses materiais tende a ficar fortemente oxidada, o que não é adequado para certas aplicações. • A principal desvantagem desse pro- cesso de corte é a rápida erosão do eletro- do. Um eletrodo de tungstênio, por exem- plo, desgasta-se em poucos segundos se o gás de corte contiver oxigênio. Por isso, é necessária a utilização de eletrodos espe- ciais feitos de zircônio, háfnio ou ligas de háfnio. Mesmo com o emprego de eletro- dos especiais, a vida útil deles é bem menor que a dos eletrodos do processo de plasma convencional. • O corte com plasma somente pode ser utilizado com materiais eletricamente condutivos, contudo novas tecnologias pos- sibilitam encapsular o arco voltaico dentro do bocal de gás permitindo assim que o processo seja usado em materiais não con- dutivos. • Durante a realização do corte plasma produz-se uma elevada concentração de calor, que é própria do processo. Além disso, as altas correntes utilizadas geram inten- so nível de ruído e as operações produzem fumaça e gases tóxicos. Por isso, é preci- so que haja nessas áreas de trabalho boa ventilação e sejam utilizados protetores de ouvido. Roupas apropriadas e uso de óculos escuros são também necessários, por causa da radiação ultravioleta. Oxicorte • Oxi-solda de um metal é comumen- te chamada de solda com oxiacetileno dado que o acetileno é o gás combustível mais utilizado. Freqüentemente é chamada sim- plesmente de solda a gás. No processo de solda e corte a gás, o calor necessário para derreter o metal provém de um gás com- bustível queimado juntamente com oxigê- nio na chama produzida por um maçarico. • Um maçarico de corte é muito similar a um maçarico de solda. O gás combustível utilizado normalmente também é o aceti- leno. As diferenças entre um maçarico de corte e um maçarico de solda são: O plasma em ação. Chapas de aço de 300mm podem ser facilmente cortadas por este processo. Foi do processo TIG (gás inerte de tungstênio) que evoluiu o corte com plasma o qual gera temperaturas ainda mais elevadas. PROCESSOS DE CORTE NÃO MECÂNICOS -A câmara de mistura dos gases e o bico ejetor são mais pesados e formam um ângulo de 90° com o corpo do maçarico; -Há três tubos de gás percorrendo o cor- po do maçarico, dois dos quais transportam oxigênio e o outro o gás combustível. • Tochas que não misturam oxigênio puro com o gás combustível dentro bico do maçarico, que, em vez disso, queimam o gás usando o oxigênio do ar atmosférico, não podem ser chamadas de maçaricos de oxi-gás e podem ser identificadas pelo seu único tanque ou cilindro reservatório de gás (a solda com oxi-gás necessita de dois cilindros, um para o oxigênio e o outro para o gás combustível). A maioria dos metais não podem ser fundidos por maçaricos de tanque único, eles são usados apenas para aquecer ou amolecer metais de baixo ponto de fusão, tais como estanho ou chumbo. • O equipamento utilizado para solda a gás consiste basicamente de uma fonte de oxigênio e uma fonte de gás combustível (geralmente armazenados em cilindros), dois reguladores de pressão, duas man- gueiras flexíveis e o maçarico propriamente dito. Este tipo de chama também pode ser utilizado para aquecer e amolecer metais. Os cilindros geralmente são transportados num carrinho dotado de rodas, mas também existem equipamentos compactos, dotados de cilindros que podem ser transportados às costas do operador, tal como uma mochi- la, e utilizados para trabalhos especiais tais como operações de resgate, nesse caso o equipamento é utilizado para cortar o metal e geralmente usa hidrogênio como combus- tível. • Deve-se sempre utilizar válvulas cor- ta-chamas, montadas entre os regulado- res e as mangueiras. Essas válvulas são equipamentos de segurança baratos, prin- cipalmente se comparados com resultado de possíveis acidentes nos quais teríamos, provavelmente, mangueiras queimadas e manômetros destruídos, ou até, em casos mais graves, explosões que resultariam em cilindros inutilizados, além de risco de vida. Além da válvula corta-chamas é aconse- lhável montar válvulas contrafluxo entre o maçarico e as mangueiras (acetileno e oxi- gênio). A válvula não detém chamas retro- cedentes, pois seria destruída pelo calor da chama, porém evita a entrada de acetileno na mangueira de oxigênio e vice-versa. As O equipamento básico consiste de dois cilindros, um contendo oxigênio e o outro o gás combustível. O oxicorte é o processo mais simples e barato, conseqüentemente o mais difundido. PROCESSOS DE CORTE NÃO MECÂNICOS mangueiras usadas para conduzir os gases são apresentadas em cores diferentes: a preta ou verde para oxigênio e a vermelha para acetileno. • O maçarico é a parte do equipamen- to que o soldador manipula para produzir a solda. Ele possui duas válvulas e duas cone- xões, uma para o gás combustível e a outra para o oxigênio, uma pega para o soldador segurar, uma câmara de mistura (montada em ângulo) dos gases e um bico por onde a chama sai. • Válvulas reguladoras são fixadas uma no cilindro de gás combustível e outra no cilindro de oxigênio. A válvula do oxigê- nio reduz a pressão de saída, da ordem de 2,1x10³kPa (cerca de duzentas atmosferas), a um valor menor adequado para o maçari- co. A pressão é ajustada manualmente para se adequar ao trabalho executado girando- se uma roda na válvula, para valores entre zero e 1400kPa. Da mesma forma, a válvu- la do gás combustível reduz a pressão de saída do gás do cilindro e pode ser ajustada para valores entre zero e 100kPa, no caso do acetileno.equipamento é utilizado para cortar o metal e geralmente usa hidrogênio como combustível. • A maioria das válvulas possuem dois manômetros: um indica a pressão do cilindro quando a válvula é aberta e o outro indica a pressão do gás que sai da válvula regu- ladora e é levado através das mangueiras até o maçarico. Os manômetros são regula- dos para fornecerem uma leitura correta a 20°C (quando um manômetro indica zero, o cilindro não está vazio, o gás dentro deste apenas se encontra a uma pressão igual à do ar atmosférico). As válvulas reguladoras podem ser de estágio único ou de dois está- gios. • Válvula de estágio único: consiste de um bocal por onde passa o gás, uma vál- vula para fechar esse bocal, um diafragma e molas balanceadoras, tudo isso montado dentro do dispositivo da válvula. As válvulas de gás combustível e de oxigênio possuem basicamente o mesmo design, contudo as válvulas do gás combustível não são cons- truídas de modo a suportar a alta pressão dos cilindros que contém oxigênio (exceto quando o gás combustível é o hidrogênio). Na válvula para oxigênio, o gás entra por um conector de alta pressão e passa através de Nas duas figuras acima, temos, no primeiro caso, uma chama rica em combustível e, no segundo caso, uma chama rica em oxigênio. O maçarico de oxiacetileno pode ser utilizado para corte ou solda. No primeiro caso temos um maçarico de solda e, no segundo, um maçarico de corte o qual possui dois tubos para alimentar a chama com oxigênio. PROCESSOS DE CORTE NÃO MECÂNICOS um filtro de lã de vidro o qual remove poeira e outras impurezas. A maior desvantagem de uma válvula reguladora de estágio único é que a pressão de saída decresce a medida em que o cilindro se esvazia, necessitando observação constante dos manômetros e reajuste da pressão de saída. • Válvula de duplo estágio: o princípio de funcionamento é similar ao caso anterior, a maior diferença está no fato de a queda de pressão se dar em dois estágiosem vez de apenas um. Há um primeiro estágio de alta pressão no qual o gás tem sua pressão baixada a um valor intermediário antes de passar ao estágio de baixa pressão o qual é regulado para a vazão de gás necessária ao trabalho a ser executado. • O gás combustível mais comum é o acetileno (etino na nomenclatura da IUPAC – União Internacional de Química Pura e Aplicada), o mais simples dos hidrocarbo- netos etinos, de fórmula C2H2, o qual possui dois carbonos unidos por uma ligação tri- pla e cada um deles a um único átomo de hidrogênio. Outros gases também utiliza- dos são o propileno (C3H6), propano (C3H8), gás liquefeito de petróleo (GLP), gás natural, bustível. Sua principal desvantagem é seu custo relativamente alto. O acetileno é ins- tável sob uma pressão de 10 metros de coluna de água, por esse motivo a solda e o corte subaquáticos devem ser feitos com hidrogênio. • Hidrogênio: este gás produz uma chama limpa e ideal para o uso em alu- mínio. Ele pode ser utilizado sob pressões maiores que o acetileno e portanto é o mais indicado para corte e solda submarinas. Em pequenos maçaricos, o hidrogênio utilizado pode ser produzido por eletrólise da água em um dispositivo diretamente conectado ao maçarico. • Propano: não produz uma chama tão quente como a do acetileno e portanto não pode ser usado para solda, porém é mais barato e assim freqüentemente é utilizado para o corte. • Propileno: bastante utilizado na sol- da e corte em escala industrial. Produz um corte mais rápido e limpo que o propano. Quando propileno é utilizado, raramente é necessário fazer limpeza do bico do maçari- co. PROCESSOS DE CORTE NÃO MECÂNICOS hidrogênio (H2) e gás MAPP. Acetileno e demais gases que se liquefazem dentro dos cilindros de alta pressão devem ser utiliza- dos apenas em situações em que se possa manter o cilindro sempre na vertical e com a válvula voltada para cima. Deve-se notar que não existe um gás chamado “oxiaceti- leno”; é uma concepção errônea às vezes manifestada por pessoas leigas no assunto. • Acetileno: foi o primeiro gás com- bustível usado em oxi-solda e permanece o combustível preferencial para solda e cor- te. O gás de acetileno é armazenado em cilindros especiais desenvolvidos de modo a conservar o gás na forma dissolvida. Os cilindros são preenchidos com vários mate- riais porosos, tais como fibra de paina, dia- tomita ou asbestos, e então são cheios um pouco além da metade com acetona. O ace- tileno é então dissolvido na acetona. Esse procedimento é necessário porque acima de 207kPa este gás é instável e pode explodir. A pressão dentro de um cilindro cheio de acetileno é de aproximadamente 1700kPa. Quando o acetileno é queimado juntamen- te com oxigênio produz temperaturas entre 3200°C e 3500°C, as quais são as mais altas entre os gases geralmente usados como com- • Gás MAPP: é um produto registrado pertencente à “Dow Chemical Company”. Trata-se de gás liquefeito de petróleo (GLP) misturado com metil-acetileno-propadieno. É fácil de armazenar e transportar tal como o GLP e produz uma chama pouco menos quente que a do acetileno. Dessa forma pode ser envazado em pequenos recipien- tes e ser vendido em lojas comuns, assim é o ideal para artesãos, escultores e mode- listas. Outros gases utilizados para solda, e que produzem altas temperaturas, necessi- tam de cuidados especializados para arma- zenagem e manuseio. PROCESSOS DE CORTE NÃO MECÂNICOS Prototipagem rápida O termo prototipagem rápida designa um conjunto de tecnologias usadas para se fab- ricar objetos físicos projetada diretamente a partir de fontes de dados gerados por siste- mas de projeto auxiliado por computador (C.A.D.). Tais métodos são bastante peculiares, uma vez que eles agregam e ligam materiais, camada a camada, de forma a constituir o objeto desejado. Eles oferecem diversas vantagens em muitas aplicações quando comparados aos processos de usinagem tradicionais. A prototipagem rápida é utlizada na confecção de protótipos de produtos, na produção de produtos em pequena escala e na criação de ferramentas para outras máquinas. Definição Processo Atualmente existem 7 processos diferentes de prototipagem rápida (PR), todos seguin- do os seguintes passos: 1. Criação de um modelo CAD da peça que está sendo projetada; 2. Conversão do arquivo CAD em formato STL, próprio para estereolitografia; 3. Fatiamento do arquivo STL em finas camadas tranversais; 4. Construção física do modelo, empilhan- do-se uma camada sobre a outra; 5. Limpeza e acabamento do protótipo. Os processo de PR utilizados comercialmente são: . Estereoligrafia (SLA); . Manufatura de onjetos em lâminas (LOM); . Sinterização seletiva a LASER (SLS); . Modelagem por deposição de material fundido (FDM); . Cura sólida na base (SGC); . Impressão por jato de tinta (MJT/BPM); . Conformação próxima ao formato final via LASER (LENS). Automação da indústria A solução para o problema de passar de uma fase artesanal de produção, carac- terizada por uma pequena quantidade de produtos feitos sob encomenda, para uma produção em escala industrial composta por grandes lotes está na automatização ou automação dos processos. A automação não é recente. Máquinas e processos de fabricação automáticos exis- tem há muito tempo. A própria linha de montagem, criada pela indústria automobi- lística para produzir uma grande quantida- de de carros a baixo custo, é do começo do século passado. A linha de montagem con- sistia na automação do processo de fabrica- ção em si. Cada operário tinha uma função típica bem definida, capaz de ser executada de forma repetitiva durante toda a jornada de trabalho. A operação das máquinas foi se automa- tizando com o tempo, primeiramente com o auxílio de mecanismos, depois com o uso de componentes elétricos, principalmen- te os relês, e finalmente, utilizando-se de computadores. Ao homem restaram apenas as tarefas de supervisão e manutenção do equipamento. Automação e Comando Numérico Comando Numérico Computadorizado A sigla CNC significa comando numérico computadorizado e refere-se a máquinas- ferramenta comandadas por computadores. Um programa para máquinas-ferramenta CNC é constituído por uma grande quantida- de de códigos. A maior parte deles “manda” a ferramenta se mover em relação à peça segundo uma determinada trajetória. Pode- se dizer, assim, que o controlador numéri- co é um computador com uma tarefa bem específica: controlar movimentos. E isso vale para qualquer máquina-ferramenta. O CNC é considerado o primeiro passo da microeletrônica na automação industrial. A utilização dos comandos numéricos permi- te a automação de vários dos movimentos e ajustes que nas máquinas convencionais são executados manualmente. Vantagens .Fabricação de peças de geometrias mais complexas, tolerâncias dimensionais mais estreitas e melhor acabamento superficial. .Maior repetibilidade das características do produto: as peças produzidas são idênticas umas às outras, independentemente dos fatores humanos; .Redução da fadiga dos operadores huma- nos, que passam a ser responsáveis apenas por tarefas de preparação, programação e controle de produção das máquinas; .Flexibilização da produção, ou seja, possi- bilidade de fabricação de pequenos lotes de uma grande variedade de peças, sem que para isso sejam necessários ajustes demo- rados no equipamento; Desvantagens .Necessidade de investimentos relativa- mente elevados para aquisição dos equipa- mentos. .Necessidade de treinamento e capacita- ção de mão-de-obra, para utilização de todo o potencial tecnológico das máquinas. .Desemprego nos segmentos de indústria onde foram instaladas. RobôsRobôs industriais são máquinas controla- das por computador e destinadas a reali- zar uma grande variedade de tarefas. Ou seja, são máquinas flexíveis, adaptáveis a serviços diferentes, bastando que para isso mudemos a ferramenta com que ela traba lha e seu programa. Os robôs ajudam bastante em processos que exigem um maior esforço físico huma- no. Essas máquinas são resistentes à radi- ação térmicas e luminosas, gases e fagul- has metálicas, além de realizar movimentos repetitivos e precisos sem comprometer a qualidade do serviço e sem se cansar. Automação e Comando Numérico Adesivos Definição Adesivo é uma substância capaz de con- servar materiais unidos pela ligação de superfícies. Os adesivos podem ser descritos segundo os seguintes parâmetros: . Forma física: adesivo líquido, adesivo de fita; . Tipo químico: adesivo de silicato, adesivo de resina; . Finalidades: adesivo para papel, adesivo para metais, adesivo para plásticos e adesi- vo para borrachas. Tecnicamente as superfícies a serem uni- das por um adesivo são chamadas de subs- tratos. Na colagem há a atuação de duas forças: . A adesão que é a força união entre o ade- sivo e o substrato. . A coesão que são forças provenientes das interações químicas entre as partículas (áto- mos, íons , moléculas que compõem o ade- sivo, mantendo-as unidas. Mecanismos de cura: muitos adesivos são polímeros reativos. Eles mudam do estado líquido para o sólido por meio de várias rea- ções de polimerização o, e essa mudança de estado físico recebe o nome de cura. Exis- tem adesivos de cura a quente e adesivos de cura à temperatura ambiente. Pré-tratamento das superfícies O pré-tratamento correto das superfícies é necessário para que ocorra uma ótima ade- são e ele pode envolver as seguintes opera- ções: desengraxe, abrasão mecânica, ioniza- ção das superfícies e aplicação de primers. Desengraxe: remoção completa de óleo, graxa, poeira e outros resíduos das superfí- cies é exigida para a melhor união possível do adesivo. Os solventes que evaporam sem resíduos são adequados para isso. Abrasão mecânica: as superfícies metáli- cas manchadas são freqüentemente cober- tas de óxidoque não pode ser removido pelo desengraxe. Nesses casos o pré-tratamento das superfícies pode ser efetuado por meio de jateamento, lixamento ou com uma esco- va provida de cerdas metálicas. Primers: são revestimentos aplicados a uma superfície, antes da aplicação de um adesivo, para melhorar o desempenho de uma adesão.Uma vantagem importante do primer, coparado aos outros métodos de pré-tratamento de ionização, reside em seu manuseio simples. Fixação Os adesivos anaeróbicos para fixação de peças cilíndricas são indicados para monta- gens de engrenagens, rolamentos e buchas em eixos e sedes e substituem ou comple- mentam métodos mecânicos de montagem como interferências (prensagem e/ou dila- tação/contração térmica), chavetas, estria- gem e montagens cônicas. O adesivo, confinado entre as peças metá- licas, preenche todos os microespaços exis- tentes entre os componentes. Funcionando como microchavetas ancoradas às rugosi- dades microscópicas presentes na superfície das peças, o adesivo garante 100% de con- tato entre as peças e o polímero. O uso dos produtos anaeróbicos para fixa- ção aumenta a resistência ao cisalhamento em até duas vezes à obtida por interferência mecânica. Eliminando o jogo em montagens chavetas ou estriadas, os adesivos anaeró- bicos de fixação garantem a integridade das montagens, evitando a ovalização, folgas e corrosão e aumentando a confiabilidade do conjunto. A aplicação de adesivos anaeróbicos de fixação permite montagens por deslizamen- to, reduzindo a necessidade de acabamento requerido nas tolerâncias de alta precisão, além de eliminar trincas em sedes e empe- namento de eixos em conseqüência da alta interferência em montagens por prensa- gem. Montagens Eletrônicas A indústria eletrônica é uma das que mais crescem atualmente. A evolução das placas de circuito impresso nos últimos quarenta anos abriu novas perspectivas com relação às tecnologias de adesão, vedação, revesti- mento e proteção. As placas nos anos 50 e 60 possuíam circuito em apenas um lado. No início dos anos 60 houve a evolução das pla- cas com orifícios perfurados que permitiam a interconexão das placas multicamadas chamada tecnologia do furo atravessante (through-hole). Com o aumento das densi- dades e complexidades do circuito, surgiu a necessidade de placas multicamadas com diversos circuitos sobrepostos. Hoje, as pla- cas multicamadas dominam a indústria. A tendência principal no projeto de placas e na tecnologia de fabricação é a miniatu- rização. Nos anos 80, a miniaturização de placas e componentes foi direcionada para a SMT (tecnologia de montagem de superfí- cie). Com a SMT, os contatos do componen- te são diretamente soldados às plataformas (pads) de soldagem na superfície da placa, eliminando furos e conexões através dela. Colaborando com as indústrias eletrônicas, as indústrias que fabricam adesivos também direcionam-se para as montagens de pla- cas de circuitos impressos. As colaborações visam os seguintes itens: . adesão de componentes montados em superfície; . fixação de fios; . revestimento de placas de circuito impres- so montadas; . proteção e encapsulamento de compo- nentes. Travamento O parafuso hidráulico, inventado por Arqui- medes (287212 a.C.), Conduziu ao desenvol- vimento de travas rosqueadas, hoje comuns a toda tecnologia de conexão. O travamento de superfícies rosqueadas consiste unica- mente no aumento do atrito entre as roscas macho e fêmea. A trava química auxilia a montagem com uma lubrificação adequada e, depois da poli- merização, o produto preenche os requisi- tos normais de desmontagem, ou seja, a preservação do atrito desejado para a não desmontagem com esforços inferiores aos desejados. Com isto, eliminam-se torques adicionais de montagem. Os principais tipos de travamento são os mecânicos: . grampo travante; . porca com arruela dentada pré-monta- da; . inserto de náilon; . porca bimetálica ou com inserto de nái- lon; . enchimento de náilon no parafuso; . rosca autodeformante; . arruela dentada pré-montada; . arruela dentada. Adesivos Adesivos anaeróbicos e travamento Os adesivos, dentre eles os anaeróbicos, sem dúvida alguma estão entre os meios mais eficazes para o travamento de parafu- sos. Sendo líquidos, eles preenchem com- pletamente as folgas microscópicas entre as roscas de interface. Eles se transformam num sólido resistente quando entram em contato com metal na ausência de ar. Nessa condi- ção, o adesivo cria uma conexão interfacial ancorando-se à rugosidade da superfície e evitando qualquer movimento das roscas. O adesivo líquido pode ser aplicado manu- almente ou com o auxílio de equipamentos dosadores especiais. Vedação da Flange Os materiais de vedações evitam o vaza- mento de líquidos e gases formando barrei- ras impermeáveis entre dois flanges encai- xáveis. Os flanges são classificados como sistemas estáticos, embora se movam por causa da vibração, temperatura e/ou alterações de pressão, choques, impactos etc. Existem três tipos de vedação de flange: . as juntas de compressão convencionais de cortiça, papel, borracha, metal e outros materiais livres de amianto; . as juntas de compressão líquidas “cured- in-place” (CIP curadas no lugar) que curam em segundos com luz ultravioleta antes da montagem; . as vedações líquidas “formed-in-place”(FIP moldadas no lugar) que se curam depois que as peças foram montadas. Todas as vedações devem desempenhar quatro funções:. criar vedações; . manter vedações; . ser impermeável ao fluxo de fluidos; . ser compatível com o maquinário. Classificação Segundo as propriedades de cura, os ade- sivos podem ser classificados em cinco cate- gorias: Adesivos anaeróbicos São materiais monocomponentes que se solidificam à temperatura ambiente quan- do privados do contato com o oxigênio. O componente de cura permanece inativo no líquido, enquanto estiver em contato com o oxigênio. Por exemplo, se o adesivo é privado do oxigênio atmosférico na união de peças, a cura ocorre rapidamente, especialmente se as peças forem de natureza metálica como aço, latão, bronze, cobre, ferro etc. Os ade- sivos curados por reação anaeróbica apre- sentam as seguintes características: . oferecem alta resistência ao cisalhamen- to; . podem operar dentro da seguinte faixa de temperaturas: -55°C a 230°C; . resistem à vibração; . resistem às cargas dinâmicas; . dispensam acabamento, pois rugosidades entre 8 mm e 40 mm são aceitáveis; . são excelentes vedantes; Adesivos Polimerização: Processo em que duas ou mais molécu- las de uma mesma substância, ou dois ou mais agrupamentos atômicos idênticos, se reunem para formar uma estrutura de peso molecular múltiplo das unidades iniciais e, em geral, elevado. . sua cura é rápida e são fáceis de aplicar. Adesivos curados pela ação de luz ultravio- leta (UV) O tempo de cura destes adesivos depende da intensidade e do comprimento de onda da luz ultravioleta. Desse modo, a polime- rização iniciada pela luz ultravioleta exigirá sempre a coordenação exata do produto e da fonte de radiação ultravioleta. Os adesivos curados pela luz ultravioleta apresentam as seguintes características: . alta resistência; . alta capacidade de preenchimento de fol- ga; . tempo de cura pequeno; . resistência ao meio ambiente; . facilidade de aplicação. Adesivos curados por reação aniônica Nessa categoria temos os adesivos ciano- crilatos que polimerizam em contato com superfícies levemente básicas ou alcalinas. Em geral, a umidade ambiente no ar e na superfície de adesão são suficientes para iniciar a cura. Os melhores resultados são alcançados quando o valor da umidade rela- tiva do ar for de 40% a 60%. Após a aplica- ção do adesivo, as peças devem ser unidas rapidamente, uma vez que a polimerização começa em apenas alguns segundos. Adesivos cianocrilatos devem ser aplicados com moderação em apenas uma superfície. A melhor adesão somente é alcançada se for aplicado adesivo suficiente para preencher a folga da montagem. As principais características dos adesivos curados por reação aniônica são as seguin- tes: . resistência ao cisalhamento e às tensões muito altas; . velocidade de cura muito rápida; . boa resistência ao envelhecimento; . efeito de vedação simultâneo; . capacidade de unir quase todos os mate- riais; . facilidade de aplicação; . economia em termos de consumo. Adesivos curados com sistemas ativadores Esses adesivos curam à temperatura ambiente quando utilizados com ativadores. O adesivo e o ativador são aplicados separa- damente nas superfícies de adesão. As propriedades desses adesivos são: . resistência ao cisalhamento e as tensões muito altas; . boa resistência ao impacto; . larga faixa de temperatura de trabalho: -55°C a 120°C; . boa resistência ao meio ambiente; . capacidade de unir quase todos os mate- riais. Adesivos curados por meio da umidade do ambiente Estes adesivos/vedantes polimerizam, na maioria dos casos, por meio da reação de condensação que implica uma reação com a umidade do ambiente. Dois tipos quími- cos gerais de adesivos se enquadram nesta categoria: silicones e uretanos. Os silicones endurecem à temperatura ambiente por meio da reação com a umidade do ambiente. Adesivos Tratamentos de superfície Definição Corrosão é o fenômeno de deterioração e perda de material devido a modificações químicas e eletrônicas que ocorrem por rea- ções com o meio ambiente. A corrosão pode provocar a falha direta dos metais. Alguns fatores que aumentam a probabili- dade de corrosão são: - Contato com oxigênio pode causar oxida- ção e redução - Temperaturas elevadas aumentam a solu- bilidade do oxigênio e com isso a oxidação. - A velocidade do meio pode remover a película protetora, resultando em um ataque corrosivo acelerado - A presença de grande quantidade de íons aumenta consideravelmente a velocidade de corrosão. Nos materiais metálicos suscetíveis de sofrerem ataque corrosivo, a aplicação de revestimentos superficiais constitui a téc- nica mais comum. Tais revestimentos atu- am também como fator estético das peças metálicas. A eficiência do revestimento depende do preparo prévio da superfície, de modo a tor- ná-la livre de sujeiras. Métodos de limpeza e preparo de superfícies Detergência: utilização de alcalinos pesa- dos e médios, dependendo do pH Solubilização: Remoção de impurezas por meio de solventes Ação química: inclui a decapagem ácida e alcalina (ainda não desenvolvida suficien- temente), para remoção de casa de óxido, hidróxidos, sulfetos, etc. Ação mecânica: abrasão por meio de lixas, raspadeiras, lixadeiras, politrizes. Ou limpe- za a jato (mais eficiente pela rapidez e qua- lidade de limpeza). Proteção catódica Consiste em transformar a superfície a proteger de anodo em catodo de uma célula de corrosão, especialmente concebida para esse fim Para obtenção da proteção catódica de uma estrutura existem dois processos: galvânica ou por corrente impressa, que se fundamentam no mesmo princípio - obten- ção da proteção pela injeção de corrente na estrutura através do meio em que ela se encontra No processo de corrente impressa a força eletromotriz é suprida por um gerador, bate- ria ou retificador Tratamentos de superfície revestimentos metálicos Cladização Consiste em chapas de um metal resisten- te à corrosão revestindo e protegendo um outro metal com função estrutural. Os produtos são geralmente na forma de lâminas metálicas ou chapas. O metal mais comumente aplicado por essa técnica é o alumínio. Essa técnica permite obter um material em que se combina a resistência mecânica da liga protegida com resistência à corrosão do alumínio. Imersão a quente Imersão a quente é a técnica onde peças são mergulhadas em um banho de metal protetor fundido. É empregada principalmente pra revestir objetos de ferro ou aço com zinco (galvani- zação ou zincagem) e com estanho (esta- nhação). Galvanização ou Zincagem Método muito utilizado contra corrosão; O tempo e a temperatura de imersão são de suma importância; A cromatização posterior dá ao zinco uma maior resistência à corrosão, ao contato, e aumenta a aderência das partículas de ver- nizes. Estanhação Revestimento protetor, decorativo e não- tóxico; Utilizado em aparelhagem de armazena- mento e manuseio de alimentos, par facili- tar a soldagem de uma variedade de com- ponentes utilizados na industria elétrica e eletrônica e auxiliar a ligação de um outro metal num metal-base. Utilizado na produção da folha de flan- dres. Eletrodeposição É provavelmente o processo de revesti- mento metálico mais empregado, pois por seu intermédio consegue-se camadas superficiais de espessura fina, uniforme e isenta de poros. Muitos itens são submetidos a eletrodepo- sição, desde colheres a carrocerias de veícu- los. Os banhos mais comuns são os banhos de cromo, cobre, estanho, níquel, zinco. Outros banhos ganham destaque como ouro, prata, ródio, platina, etc. Tratamentos de superfície revestimentos metálicos Difusão Difusão é um processo menos utilizado que consiste em colocar-seas peças a serem protegidas no interior de tambores rotativos onde se encontra uma mistura do metal pro- tetor na forma de pó com um fundente. O conjunto é aquecido a temperaturas ele- vadas; em conseqüência, ocorre uma difu- são do metal protetor nas peças a serem revestidas. Os revestimentos comuns deste processo são o de alumínio (calorização), o de zinco (sherardização) e o de silício (sili- conização). Metalização Consiste em aquecer-se um metal até a fundição, fazendo-o passar através de um fonte de calor de alta temperatura, de modo a desintegrá-lo em partículas que são arre- messadas contra a superfície da peça a pro- teger. No choque, as partículas achatam-se e aderem a superfície metálica. Novas partí- culas podem ser depositadas posteriormen- te comportando-se da mesma maneira. Empregado para proteger contra a corro- são, a oxidação, abrasão, erosão e impacto. Um grande número de metais e suas ligas podem ser servir de agente protetor , assim como podem ser metalizadas substâncias não-metálicas como papel, vidro, madeira, concreto etc. Tratamentos de superfície revestimentos não-metálicos inorgânicos Definição Revestimentos resultantes de reações quí- micas entre material metálico e o meio em que são colocados Anodização Processo de tratamento superficial de alu- mínio, onde o alumínio superficial da peça é convertido em óxido de alumínio. Aumenta a resistência à corrosão, já que o óxido de alumínio é impermeável ao ataque atmosférico e da água salgada. Aumento da adesão de tintas. Melhora a estética da peça. Confere isolamento elétrico. Aumenta a resistência à abrasão. Principais processos de anodização Crômico Agente ativo: ácido crômico. Revestimento resultante de cor cinza-escu- ro, espessura entre 7 e 10 mícrons. Sulfúrico Agente ativo: ácido sulfúrico. Revestimento resultante de cor cinza-claro, transparente, espessura de 20 a 30 mícrons. Pode ser colorido com diversas tintas. Duro Agente ativo: ácido sulfúrico e oxálico. Revestimento resultante de cor amarela- da, espessura entre 20 e 30 mícrons. Cromatização Obtido a partir de soluções contendo cro- matos ou ácido crômico, com adição de ativado- res como sulfatos, nitratos, cloretos, fosfatos, fluoretos, etc. Espessura variável entre 0,01 a 1 mícron, a coloração pode ser amarela, verde, ver- de-oliva ou incolor, dependendo do tipo de tratamento. Aplicável em alumínio, magnésio, zinco e cádmio principalmente, eventualmente em ferro, aço, cobre, ligas de níquel, de titânio e de zircônio. Tratamentos de superfície revestimentos não-metálicos inorgânicos Fosfatização Tratamento prévio da superfície para pos- terior aplicação de pintura. Uma superfície simplesmente fosfatizada tem sua resistência à corrosão elevada em cerca de cinco vezes, recoberta com duas camadas de tinta, de base sintética, esta proteção melhora 600 vezes. O processo consiste no tratamento de fer- ro e aço, mediante de uma solução diluída de ácido fosfórico e outras substâncias quí- micas; ocorre uma reação da superfície do metal com o ácido fosfórico, formando-se uma camada integral, medianamente prote- tora, de fosfato insolúvel cristalino. Os revestimentos fosfatizados são geral- mente de três tipos: Fosfato de zinco, coloração entre cinza-claro e cinza-escuro. Fosfato de ferro, coloração azulada (serve de base a películas posteriores de tinta) Fosfato de manganês, coloração escura ou marrom escuro, aplicados principalmente em objetos ferrosos. Esmaltação à porcelana Revestimentos vítreos aplicados principal- mente em chapas e produtos de aço, ferro fundido e alumínio. Confere melhoria estética e resistência à corrosão. Os principais componentes do esmalte à porcelana são chamados fritas, complexos vítreos ou cerâmicos compreendendo de 5 a 15 componentes. Tais componentes são mis- turados e fundidos, adquirindo consistência vítrea. Em seguida o material é secado, moí- do e aplicado numa suspensão em água. Após a aplicação do esmalte as peças são deixadas para secar e posteriormente enca- minhadas paara queima ou cozimento final. Tratamentos de superfície revestimentos não-metálicos orgânicos Tintas A pintura é uma das técnicas de proteção anticorrosiva mais empregadas, por apre- sentar facilidade de aplicação e de manu- tenção. Além disso, também é tem relação custo-benefício atraente, finalidade estéti- ca, auxília a segurança industrial por meio de sinalização e identificação de tubulações ou reservatórios. Pode ser utilizada para impermeabilização e impede a incrustação de microorganismos marinhos em cascos de embarcações. Permite maior ou menor absorção de calor, por meio das cores e cau- sa diminuição da rugosidade superficial. Composição Veículos Óleos e resinas que formam a película Pigmentos Partículas cristalinas insolúveis, dão a cor Carga Substituto eventual do pigmento, reduz o custo das composições Solvente Dissolve o veículo para aplicação em cama- das finas Materiais secantes Proporcionam polimerização mais rápida do veículo Formas de aplicação Imersão - Imersão convencional - Eletroforese Aspersão por meio de pistola - Convencional - Sem ar Trincha, ou pincel Rolo Eletroforese Utiliza tinta ecológica, à base de água. Sistema totalmente automático Inicialmente utilizada na indústria automo- tiva, foi adotada por grande parte do seg- mento industrial que trabalha metais ferro- sos. Uma fonte elétrica de corrente contínua atua entre peça e líquido que contém par- tículas de tinta carregadas eletricamente. Estas trocam de carga na interface do metal, coagulando-se. Após a cura obtém-se um filme de tinta fortemente aderido que cobre toda a área exposta da peça. As peças pintadas por eletroforese apre- sentam distribuição perfeitamente regular da tinta, sem marcas de aplicação. Professor Orientador Alberto Carlos Diniz Equipe de Conteúdo 2º/2004 César Bulcão Luiz Pulino Marcelo Campos Equipe de PV 2º/2004 Adriano Ayub Dimitri Lociks Jessé Gusmão Helena Lameza Equipe de Conteúdo e PV 1º/2005 Clara do prado Glenda Capdeville Luiza Superti Marina Guimarães Poema Mühlenberg Equipe de Conteúdo 2º/2005 Acciole Félix Ana Patrícia Bruno Cared Danilo Vale Eduardo Dias Gabriela Alves Guilherme Jesuan Reis Marina Bresolin Marina Francischetti Murilo Patrícia Amador Ficha técnica Equipe de Conteúdo 1º/2006 Ana Carolina Pacheco Bernardo Horta Clara Farias Daniel Mendes Eduardo Damasceno Fábio Cherman Igor Barros Cavalcante Júlio César Rodrigues Leonardo Ferreira Ludmila Marques Mariana Ramos Marianne Abreu Michael Maron Rafaela Menezes Rodrigo Botero Tamara Ramos Ícones e Figuras Ludmila Marques Luiza Superti Marina Guimarães Marianne Abreu