Processos Avançados de Fabrico na Engenharia Mecânica
Maquinagem Não Convencional
André Santos
Cristiana Louzada
Francisco Matos
Mariana Barrias
Ricardo LoboMestrado Integrado em Engenharia Mecânica
Projeto FEUP 2017/2018 (1M08, Equipa II)
Supervisor – Prof. Abílio de Jesus Monitor – Bernardo Lopes
__Sumário
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018
I. Introdução
II. MaquinagemI. breve história
III. Maquinagem não convencionalI. eletroquímicaII. por eletroerosãoIII. por ultrassonsIV. a laser
IV. Maquinagem convencional vs Maquinagem não convencional
V. Conclusões
2/19
__Introdução
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 3/19
Introdução
Maquinagem
breve história
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
https://goo.gl/BMbJpU
Gif 1 – Exemplo de uma peça da indústria aeroespacial maquinada por eletroerosão que demonstra a precisão deste processo de maquinagem
__Maquinagem
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 4/19
Introdução
Maquinagem
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
maquinagem n.f. 1 processo
de corte ou desbaste de uma material, com vista à criação de uma peça, que implica a formação de uma apara do material que se corta; 2 técnica de corte por arranque de apara [1]. Gif 2 – Maquinagem convencional
(torneamento de uma peça de latão)
https://goo.gl/SLcKRJ
https://goo.gl/8tgzhR https://goo.gl/zWfekJ https://goo.gl/eEaZnd https://goo.gl/N86utc
Fig 1 – Exemplos de materiais maquinados
breve história
Maquinagem Não Convencional
__Maquinagem – breve história
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 5/19
Introdução
Maquinagem
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Fig 2 – Exemplos de ferramentas construídos no paleolítico
https://goo.gl/JVEYvT
https://goo.gl/zsMwPG
Gif 4 – Exemplo do processo torneamento
https://goo.gl/1Z6Y3k
Fig 4 – Torno CNC
Fig 3 – Fresadora CNC
https://goo.gl/GrJMGY
https://goo.gl/5zyZDu
Gif 3 – Exemplo do processo de fresagem
breve história
Maquinagem Não Convencional
__Maquinagem Não Convencional
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 6/19
Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Gif 5 – Peça feita por corte a eletroerosão a fiohttps://goo.gl/GSkzAB
Fig 5 – Superfície complexa desenhada em SOLIDWORKShttps://goo.gl/p7y7L6
breve história
__Maquinagem eletroquímica
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Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Conceito
Este processo consiste na remoção de material a nível atómico através de uma corrente elétrica num meio eletrolítico, entre um ânodo e um cátodo que conduz à dissolução do ânodo (peça).
https://goo.gl/nEqURh
Fig 6 – Esquema do processo de maquinagem eletroquímica
breve história
__Maquinagem eletroquímica
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 8/19
Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Gif 6 – Processo de maquinagem eletroquímica pormenorizadohttps://goo.gl/9y7Esp
breve história
__Maquinagem eletroquímica
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 9/19
Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Aplicações
• micro-maquinação
• indústria automóvel, aeroespacial…
Fig 7 – Exemplos de peças produzidas por maquinagem eletroquímica
https://goo.gl/h7S8n8 Fig 8 – Exemplos de cavidades produzidas por maquinagem
eletroquímica
https://goo.gl/69VfPc
breve história
__ Maquinagem por eletroerosão
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 10/19
Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Conceito
Este processo consiste na fusão de materiais condutores elétricos através de um arco elétrico gerado entre a ferramenta e a peça num meio dielétrico (isolante).
https://goo.gl/dck84y
Fig 9 – Esquema do processo de funcionamento da eletroerosão
breve história
__ Maquinagem por eletroerosão
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 11/19
Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Tipos de processos por eletroerosão
por penetração a fio
Fig 10 – Esquema do funcionamento da eletroerosão por penetração
Gif 7 – Eletroerosão por penetração
https://goo.gl/LMko1i
Fig 11 – Esquema do funcionamento da eletroerosão a fio
Gif 8 – Eletroerosão a fiohttps://goo.gl/z7fA1a
https://goo.gl/tzjJvA
https://goo.gl/dck84y
breve história
__ Maquinagem por eletroerosão
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 12/19
Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Aplicações
• indústria de moldes;
• indústria de gravação;
• indústria automóvel…
por penetração a fio
• indústria de ferramentas de corte e dobra;
• indústria automóvel, aeroespacial…
Gif 9 – Peça feita por corte a eletroerosão a fiohttps://goo.gl/QJvRVw
https://goo.gl/kt7Viw
Fig 12 – Fabricação de um molde para pneus a partir deste tipo de maquinagem
breve história
__Maquinagem a laser
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 13/19
Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Conceito
Este processo utiliza um laser que é uma radiação de luz coerente, monocromática e de elevada intensidade, que permite a remoção (corte) do material por fusão.
Fig 13 – Esquema do processo de maquinagem a laser
https://goo.gl/rN4ThV
Gif 10 – Exemplo do corte de uma chapa metálica através de um laser
https://goo.gl/iGDfEL
breve história
Gif 11 – Corte a laserhttps://goo.gl/CE9RNu
__Maquinagem a laser
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 14/19
Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Aplicações
• indústria automóvel, aeroespacial…
• na gravação
• micropeças
https://goo.gl/xnr5Vd
https://goo.gl/nEqURh
Fig 14 / Gif 12 – Exemplo de uma gravadora a laser(Hoje em dia adquire-se uma gravadora por cerca de 170€)
breve história
__Maquinagem por ultrassons
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 15/19
Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Conceito
Este processo usa uma ferramenta que vibra numa frequência ultrassónica e um líquido abrasivo que, juntos, promovem a remoção do material por erosão.
https://goo.gl/oxZqPHhttps://goo.gl/nZqQqd
Fig 15 – Esquema do processo de maquinagem eletroquímica
breve história
__Maquinagem por ultrassons
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 16/19
Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Aplicações
Gif 13 – Furação de vidro a partir da maquinagem ultrassónica
https://goo.gl/XajBmE
• para materiais que não devam ser aquecidos no processo de maquinagem
• para materiais duros como o diamante e frágeis como o vidro
Fig 16 – Exemplos de peças produzidas por maquinagem ultrassónica
https://goo.gl/zCF6LA
breve história
Maquinagem Convencional vs Maquinagem Não Convencional
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 17/19
Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
Maquinagem Convencional
Maquinagem Não Convencional
vs
breve história
https://goo.gl/zMeGSD
Gif 14 – Maquinagem não convencional (corte a laser)
https://goo.gl/q7AMVk
Gif 15 – Maquinagem convencional (fresadora)
__Conclusão
Processos Avançados de Fabrico – Maquinagem Não Convencional | Projeto FEUP 2017/2018 18/19
Introdução
Maquinagem
Maquinagem Não Convencional
eletroquímica
por eletroerosão
a laser
por ultrassons
Maquinagem Não Convencional
vs
MaquinagemConvencional
Conclusão
https://goo.gl/Ud8zVM
Gif 16 – Demonstração da simplicidade da fabricação de uma ventoinha através do corte por jato de água
https://goo.gl/Ud8zVM
breve história
Gif 17 – Demonstração da ventoinha já acabada