Importância da refrigeração sob ameaça

A importância da refrigeração em risco

A utilização de fluidos de corte durante a usinagem serve para diversas funções, entre elas, a lubrificação e resfriamento eficientes na interface da ferramenta/peça, bem como eliminação dos cavacos. A falha na expulsão deste material pode resultar em ocorrências desfavoráveis à usinagem da peça ao comprimir o material removido contra a superfície recém usinada, danificando a qualidade do acabamento superficial.

No entanto, os fluidos são suscetíveis à propagação de bactérias e a geração de odor, o que pode causar sérios danos à saúde. Outros diversos prejuízos associados a estes fluidos incluem os custos de aquisição, descarte, manutenção e mão de obra. Manchas na peça ou contaminação também podem ser problemáticas.

Para fins de expulsão dos cavacos, as operações de furação requerem o uso de refrigeração no ponto de contato da broca com o material da peça, com o objetivo de ejetar o que for removido do furo. A falta de fluido irá fazer com que os cavacos fiquem aderidos nas paredes do furo e a rugosidade média da superfície usinada pode ficar duas vezes maior em comparação com a operação com refrigeração. A lubrificação na interface entre a ponta da broca e o furo pode levar a uma redução significativa do torque durante a operação.

Em fresamento e torneamento, a transferência de calor da zona de corte para os cavacos removidos é um indicador de características de usinagem positiva. Um bom projeto de geometria de quebra de cavaco possibilita a deflexão de 85% do calor gerado da zona de corte, enquanto o calor restante flui para a peça ou se dissipa na ferramenta. Este fenômeno de geração de calor diminui a vida útil da ferramenta de corte. Durante a operação de usinagem, por exemplo, as arestas de corte tendem a se aquecer e resfriar na medida em que saem da peça usinada. Estas oscilações na temperatura criam uma sequência de expansões e contrações que conduzem a esforço de fadiga e fissuras térmicas.

A introdução de fluido lubrificante normalmente torna a situação ainda mais insatisfatória. Um debate que diverge opiniões entre os engenheiros de pesquisa é sobre a área atingida pelo fluido de corte, se realmente age na zona de interface entre o lado inferior do cavaco e a ferramenta. Se atingirem, seu efeito é limitado, resfriando apenas a adjacência de cisalhamento. Esta interação de quente/frio apenas intensifica os gradientes de temperatura e aumenta o choque térmico.

Com relação às considerações econômicas, vinte anos atrás, a compra, gerenciamento e o descarte de fluidos lubrificantes eram responsáveis por menos de 3% dos custos de produção. Hoje, as mesmas operações constituem, em média, 16% dos custos de uma peça usinada. Alinhados com esta tendência significativa, e com uma noção de que as ferramentas de corte correspondem a custos relativamente baixos de 3%, em média, pode ser mais lucrativo aceitar uma vida útil da ferramenta um pouco mais curta para compensar a eliminação dos custos de aquisição e manutenção de fluidos lubrificantes.

Consequentemente, um número crescente de fabricantes está mudando para soluções de usinagem sem refrigeração ou com pouca refrigeração. A primeira refere-se à usinagem sem nenhum fluido, enquanto que a segunda, também conhecida como usinagem com mínima quantidade de lubrificante (MQL) consiste do menor uso possível de