Avaliação do acabamento na usinagem de polímero reforçado com fibra de carbono utilizando ar comprimido refrigerado como meio de arrefecimento

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Hoffmann, Nícholas
• Orientador(a): Souza, André João de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Compósitos poliméricos; Fibras de aço; Furação; Fresamento; Rugosidade de superfície
• Palavras-chave em Inglês: Drilling CFRP; Milling CFRP; Cooled compressed air; Delamination; Surface roughness
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/235016

A utilização de polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP) tem crescido nas indústrias aeronáutica, automobilística e energética devido às suas excelentes propriedades estruturais. A fabricação de CFRP geram peças com bom acabamento; porém, frequentemente é necessária uma operação de pós-usinagem, como furação e/ou fresamento, e mesmo com recente aumento da usinagem de CFRP, ainda é um processo de fabricação que gera inúmeros defeitos na superfície do material, provocando, em alguns casos, a rejeição do componente. O controle dos parâmetros de corte busca melhorar a condição da superfície usinada e uma possível solução é a diminuição da temperatura durante o processo, buscando diminuir a delaminação e melhorar a qualidade da superfície. Para reduzir a temperatura, a aplicação de ar comprimido refrigerado (ACR) por tubo de vórtice pode ser uma solução simples e efetiva, sem os problemas que ocorrem ao utilizar fluidos de corte convencionais. Assim, este estudo busca verificar a influência dos parâmetros de corte e da aplicação de ACR na qualidade da superfície usinada de uma placa CFRP formada por tecidos bidirecionais de carbono pré-impregnados com resina epóxi orientados a 0°/90º nos processos de furação e fresamento. Para o processo de furação avaliou-se a rugosidade da parede dos furos e a delaminação do material na entrada e na saída da ferramenta. Os resultados mostraram que a utilização de ACR gerou menores rugosidades e reduziu a delaminação na entrada do furo em comparação ao corte a seco. No entanto, a delaminação na saída do furo teve influência negativa de ACR. Já no processo de fresamento, a otimização dos parâmetros de corte através do projeto de experimentos de BoxBehnken foi feita a fim de obter os menores valores de rugosidade. Os resultados revelaram que os parâmetros mais influentes sobre a rugosidade foram o efeito quadrático da profundidade de corte axial (ap x ap) e o seu efeito combinado com o avanço (ap x f). A otimização gerou baixos valores de rugosidade e boa qualidade visual na superfície usinada. Por fim, a utilização de ACR na usinagem de CFRP mostrou-se vantajosa na maioria dos casos e, visto que essa não agride o meio ambiente, torna-se atrativa para aperfeiçoar este processo de fabricação.