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

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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

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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

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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

19/19

Muito obrigado

pela atenção!