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SEÇÕES
Layout da capa: Vanessa C. Silva
Os ferros fundidos dividem-se em cinco classes, conforme a sua microestrutura.
Cobertura antecipa as atrações da feira norte-americana que é referência em tecnologia de usinagem.
18 ARTIGO GUIAS
Agosto/Setembro - 2022 3
Tornos verticais 24 GUIA II
PRÉVIA IMTS
Microestrutura e usinabilidade do ferro fundido: uma revisão da literatura.
O ESTADO DA ARTE NADETECNOLOGIAUSINAGEM Anunciantes D Dassault ................................................................................. 07 I Intermach ............................................................................... 10 Iscar ............................................................................... 2ª Capa S Sandvik ......................................................................... 4ª Capa Sew ........................................................................................ 35 T Tectol ...................................................................................... 11 Tajmac ............................................................................ 04 e 05 ThesmarterE ........................................................................... 23 Sumário
Isso dificulta a sua identificação quanto à usinabilidade em relação a esse fator. Os autores deste artigo propõe organizar esse conhecimento por meio de uma revisão sistemática da literatura (RSL).
MATERIAIS 26
GUIA I 17
As opiniões constantes de artigos assinados não são necessariamente coincidentes com as de Máquinas e Metais
Carta ao leitor 06 Notas & Informações ................................................................ 08
Capa: Operação de retificação interna. TetianaDov, by Shutterstock.
Fresas de topo reto 34 GUIA III Rebolos diamantados
Reinstaladas em casa, as empresas buscam produzir mais, de maneira mais racional e vertical, consumindo toda a tecnologia capaz de viabilizar essas ambições. O comando à distância, a conexão entre máquinas e o desenvolvimento de equipamentos multitarefas que serão destaque na feira são um sinal de que a quebra das cadeias globais terá como consequência o estabelecimento de empresas enxutas, habilitadas a produzir com grande flexibilidade e tendo todas as suas operações sob rígido controle, de modo a evitar desperdícios relacionados a insumos, mas também ao custo do trabalho.Observar este movimento é uma forma de nos prepararmos para algo parecido, tendo em
Na usinagem de metais os recursos digitais estão chegando gradativamente, como pode ser observado na cobertura prévia da feira norte-americana IMTS, a partir da página 18 desta edição. A ênfase na possibilidade de conexão entre máquinas e na automação reflete a demanda de um mercado que está restabelecendo as suas bases produtivas sob a bandeira do nearshoring, ou seja, o retorno das empresas para os seus territórios de origem após sucessivos
gargalos de abastecimento derivados da instabilidade do comércio global devido a situações como a pandemia e o conflito em solo europeu.
Um olho nas tendências e outro na realidade presente
tecnologia da informação é responsável por uma revolução silenciosa em diversas áreas, e não é diferente na indústria. A possibilidade de usar dados com finalidades associadas especialmente ao controle da execução de tarefas e, por conseguinte, dos seus resultados, pode não determinar o sucesso de uma operação produtiva, mas ajuda a mantê-lo.
aso@echo-japan.co.jp Korea: JES MEDIA INC, Mr. Young-Seoh Chinn 2nd Fl., Ana Blsdg, 257-1, Myeongil-Dong, Gangdong-gu Seoul 134-070, Tel.: +82 2 481-3411, fax: +82 2 481-3414 jesmedia@unitel.co.kr Switzerland: Rico Dormann, Media Consultant Marketing Moosstrasse 7, CH - 8803 Rüschlikon Tel.: +41 44 720 8550, fax: +41 44 721 1474 dormann@rdormann.ch Taiwan: WORLDWIDE Services Co. Ltd., Mr. Erin King 11F-B, nº 540, Wen Hsin Road, Section 1, Taichung, 40848 Tel.: +886 4 2325-1784, fax: +886 4 2325-2967 global@acw.com.tw UK, Belgium, Denmark, Finland, Norway, Netherlands, Sweden: Mr. Eddard J. Kania Robert G Horsfield International Publishers Daisy Bank, Chinley, Hig Peaks, Derbyshire SK23 6DA Tel.: +44 1663 75-0242, Cel.: +44 ekania@btopenworld.com797416-8188 USA: Ms. Fabiana Rezak, 2911 Joyce Lane, Merrick, NY 11566 Tel.: +1 516 858-4327, Fax: +1 516 868-0607 Cel.: +1 516 476-5568 - arandausa@gmail.co ADMINISTRAÇÃO Diretor: Edgard Laureano da Cunha Jr. Gerente: Rosilene de Paiva Branco Circulação: Clayton Delfino – Tel.: (11) 3824-5300 Produção: Vanessa Cristina da Silva e Talita Silva Projeto gráfico: W.Lobo Artes Gráficas MÁQUINAS E METAIS, MÁQUINAS E METAIS, revista brasileira de tecnologia de usinagem e automação da manufatura, é uma publicação de Aranda Editora Técnica Cultural Ltda. O acesso à revista digital e o download no formato pdf são gratuitos em nosso site www.arandanet.com.br/revista/MM Redação, Publicidade, Administração e Correspondência: Alameda Olga, 315 - 01155-900 - São Paulo - SP - BRASIL Tel.: +55 (11) 3824-5300www.arandanet.com.brinfo@arandanet.com.br 6 Agosto/Setembro - 2022 ISSN 0025-2700 * Cadastre-se para receber a newsletter quinzenal da Máquinas e Metais no link: https://bit.ly/3uzxCua
Carta ao Leitor
A
REDAÇÃO Diretor: José Roberto Gonçalves Diretora de redação: Hellen Corina de Oliveira e Souza Redator: Adalberto Rezende Colaborou nesta edição: Ricardo Criez Pesquisa: Milena Venceslau PUBLICIDADE Luci Sidaui Tel.: (11) luci@arandaeditora.com.br3824-5300DoraBandelli Cel.: (11) 95327-6608 / Tel.: (11) dora.bandelli@arandaeditora.com.br4194-2448 Consultor de marketing: Sérgio Massis REPRESENTANTES Minas Gerais: Oswaldo Alípio Dias Christo Rua Wander Rodrigues de Lima, 82, cj. 503 30750-160, Belo Horizonte, MG Tel./Fax: (31) 3412-7031, Cel.: (31) 9975-7031 oadc@terra.com.br Paraná/Santa Catarina: Romildo Batista Rua Carlos Dietzsch, 541 cj. 204 bloco E CEP 80330-000, Curitiba, PR Tel.: (41) 3501-2489, Cel.: (41) romildoparana@gmail.com9728-3060 Rio Grande do Sul: Maria José da Silva Tel.: (11) 2157-0291, Cel.: (11) maria.jose@arandaeditora.com.br98179-9661 INTERNATIONAL ADVERTISING SALES REPRESENTATIVES China: Mr. Weng Jie, Media Manager Hangzhou Oversea Advertising Ltd. 55-3-703 Guan Lane, Hangzhou, Zhejiang 310003, China Tel: +86 571 870-63843, Fax: +1 928 752-6886 (retrievable worldwide). Email: ziac@mail.hz.zj.cn Germany: IMP InterMediaPartners GmbH, Mr. Sven Anacker Beyeröhde 14, 42389 Wuppertal, Tel.: +49 202 271 69-0 fax: +49 202 271 69-20, sanacker@intermediapartners.de Italy: QUAINI Pubblicità, Ms. Graziella Quaini Via Meloria 7 -20148 Milan Tel.: +39 2 39216180, fax: +39 2 39217082, grquaini@tin.it Japan: Echo Japan Corporation, Mr. Ted Asoshina Grande Maison Room 303, 2-2, Kudan-kita 1-chome, Chiyoda-ku, Tokyo 102-0073, Japan Tel.: +81-(0)3-3263-5065, fax:
Hellen Corina de Oliveira e Souza Diretora de hellen.souza@arandaeditora.com.brredação +81-(0)3-3234-2064
vista as necessidades similares de produção e o gargalo com relação à mão de obra capacitada com que nos deparamos por aqui. Assim, o que hoje observamos em uma feira internacional do porte da IMTS muito provavelmente encontrará ressonância no mercado local, até mais cedo do queMas,esperamos.alémde atentar para esses avanços, convém também acompanhar a evolução dos meios de produção, visível nesta edição nos guias da oferta de tornos verticais, fresas de topo e rebolos diamantados. Sem as ferramentas adequadas, não há tecnologia da informação que compense falhas na execução do que é essencial na rotina das empresas de usinagem.
de usinagem e é um atrativo para a adoção do protocolo por parte dos desenvolvedores de equipamentos, conforme comentou Wilfried Schäfer, diretor executivo da VDW: “A atualização da especificação para aceleradodesenvolvidaseadoclientesaceitaçãonocomplementarestornarámáquinas-ferramentaousodasespecificaçõesmaisatraentefuturo,promovendoamaiordoprotocoloentreosdosetor”.AsnovasespecificaçõesprotocoloOPCUAparaengenhariademáquinasinstalaçõesestãosendoemritmosobaliderançada
Associação Alemã de Fabricantes de Máquinas e Equipamentos Industriais (VDMA), visando a adoção do padrão de interface aberta nos projetos de máquinas, dispositivos e software, notadamente os destinados ao setor de usinagem.Emtorno de 50 dessas especificações já foram publicadas ou estão atualmente em desenvolvimento. Isso se aplica principalmente à coleta de dados do chão de fábrica, que já está bem estabelecida na indústria automotiva, por exemplo. Na maioria dos casos, no entanto, são aplicados padrões internos ou mesmo o padrão norte-americano MT Connect, bastante disseminado no segmento de máquinas CNC.
A primeira versão do OPC UA para máquinas-ferramenta se concentrou no monitoramento global do status da máquina, enquanto o foco da próxima etapa, a versão 1.01.1, está na coleta de dados operacionais importantes e indicadoreschave de desempenho (KPIs). A atualização já está disponível no site da umati (universal machine technology interface), comunidade internacional apoiada pela VDW e pela VDMA, destinada à disseminação e implementação de padrões OPC UA em engenharia de máquinas e instalações.
8 Agosto/Setembro - 2022 Notas & Informações
Nova versão do OPC UA integra função de inventário industrial
Foi anunciada uma nova versão do protocolo de comunicação OPC UA voltado para máquinas-ferramenta que contempla a possibilidade de integração com sistemas de inventário industrial préexistentes.Desenvolvido pelo Grupo de Trabalho Conjunto da Fundação OPC e apoiado pela Associação Alemã de Fabricantes de Máquinasferramenta (VDW), o novo capítulo possibilita a integração dos sistemas de inventário a partir da coleta de dados operacionais de máquinas como tornos automáticos e centros
Nova versão do protocolo de comunicação OPC UA para máquinas-ferramenta possibilita a integração de dados de sistemas de inventário industrial a modelos complexos para conexão entre máquinas. Imagem: umati
Outro detalhe é que o centro de pesquisas conta com uma área de 55 metros quadrados onde pesquisadores e profissionais da indústria metalmecânica terão acesso a computadores que poderão ser usados para a realização de simulações de processos
A unidade tem uma área de 100 metros quadrados onde foram instalados equipamentos industriais para usinagem, furação e rosqueamento de metais como, por exemplo, torno e furadeira de bancada, bem
Espaço para estudos sobre aços avançados usináveis
de usinagem, furação e soldagem. Esta área consiste em um laboratório digital onde também poderão ser processados os dados obtidos a partir da execução de ensaios, que servirão como base para análises neste sentido.
Centro de pesquisas sobre aços avançados foi ativado no Grande ABC. A condução de trabalhos sobre manufatura aditiva está nos planos de pesquisadores. Imagens: FEI/CBMM
Agosto/Setembro - 2022 9
como foram estabelecidas áreas onde são exibidas amostras feitas em aço, que se dividem em barras e chapas. Estes e outros equipamentos industriais serão utilizados na execução de ensaios de usinagem e de testes de impacto (Charpy), tração, fadiga, mecânica da fratura, tratamentos térmicos, análises macro e micrográficas ou de difração de raios-X para avaliação de fases e tensões residuais, entre outros. Os corpos de prova metálicos serão usados nos testes.
A consolidação do centro de estudos ocorreu graças à colaboração mútua de pesquisadores e especialistas do setor de metais. Gustavo Donato, reitor da FEI, que lidera os grupos de trabalho, comentou mais sobre isso: “temos o objetivo de caracterizar de maneira detalhada o comportamento de materiais de alto desempenho e desenvolver projetos e métodos de avaliação de integridade estrutural que garantam a obtenção de estruturas seguras, eficientes e sustentáveis para os mais variados setores”. Ele complementou dizendo que “o foco está nos aços microligados ao nióbio, aplicados em tubulações que prioritariamente,transportam, gás e fluidos sob elevada pressão”.Alguns exemplos de como os prosseguirãotrabalhosnocentro de estudos recém-inaugurado foram mencionados por Mariana Perez de Oliveira, gerente do programa técnico da CBMM: “na prática, conseguiremos reproduzir
O Centro de Integridade Estrutural e Desempenho de Materiais, um espaço voltado para a realização de pesquisas sobre aços avançados que podem ser trabalhados por processos que incluem a usinagem, passou a operar no Centro Universitário FEI, Campus São Bernardo do Campo (SP), no início de agosto.
A ativação da unidade é parte de um trabalho realizado em parceria com a Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração especializada(CBMM),naextração e beneficiamento de nióbio, que tem sede em Araxá (MG).
semestre de 2022, o que significa um crescimento de 29% em relação ao mesmo período de 2021.
Desse total, em 2022 os Estados Unidos importaram US$1,4 bilhão, um crescimento de 18% na comparação com o primeiro semestre do ano passado. Os principais segmentos importadores são grandes usuários de peças usinadas obtidas por processos como retificação, torneamento e fresamento: o setor de máquinas rodoviárias (40,1%); motores e grupos geradores (15,4%) e equipamento naval, offshore e onshore (8,3%).
Além da Diretoramineração.alimentício,avícola,setoresbrasileirosforamNoempatrocinarmissõesbrasileirasqueAbimaq,InvestimentosPromoçãoentreSolutionsmuitasoperaçõesproporcionadoórgãosassociaçõesdeinternacionaisamaquinárioevoluçãoeconômicos,fatoresinternacional,conjunturaquecombinageopolíticoseassociadosàtecnológicadodeorigemnacional,participaçãoemeventoseemprogramasfomentooferecidospordeclasseegovernamentaistêmsucessoàsinternacionaisdeempresas.OProgramaBrazilMachinery(BMS),umaparceriaaAgênciaBrasileiradedeExportaçõese(ApexBrasil)eaéumadasiniciativasvisampromoverempresasaoorganizarempresariaisesuasparticipaçõeseventosinternacionais.primeirosemestrede2021levadosparticipantesa13eventosemcomooagrícola,metalmecânico,têxtil,plásticosedePatríciaGomes,deMercadoExterno
Resolução fomenta a construção de barcos pesqueiros
da Abimaq, explicou que ações como as apoiadas pelo BMS são bastante estratégicas, pois demonstram a importância do comércio exterior como parte determinante da política externa brasileira. O BMS tem apostado em feiras, no desenvolvimento de estudos de mercado e em rodadas de negócios, aproveitando a demanda por 160registraramassociadasoutubroembalagens,detaisindústriasmaisSolutionsinternacionalinternacionaisparticipaçõeseamobilidadefacilitada.OProgramaBrazilMachinerypossuiatualmentede200membros,entredediversossetores,comoagrícola,têxtil,mineração,plásticoseentreoutros.Atéde2021,asempresasaoProgramaBMSexportaçõesparapaíses.
Estudos sobre manufatura aditiva Pesquisadores responsáveis pelos trabalhos a serem realizados no Centro de Integridade Estrutural e Desempenho de Materiais também pretendem conduzir estudos sobre manufatura aditiva (impressão 3D) e realizar a produção de protótipos, além de ensaios. Foi divulgado que uma das linhas de trabalho que estão no radar das partes envolvidas é o desenvolvimento e fabricação de órteses de reabilitação ortopédica, um projeto que contará com a participação de pesquisadores e alunos da FEI e que foi aprovado recentemente pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep).
Maquinário brasileiro no mercado internacional
Dados divulgados pela Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos (Abimaq) dão conta de que o Brasil movimentou US$ 5,6 bilhões em exportações de máquinas e equipamentos no primeiro
Entrou em vigor no início de agosto uma resolução aprovada pelo Conselho Monetário Nacional (CMN) que alterou as regras de aplicação do Fundo da Marinha Mercante de modo a favorecer a renovação da
como as trincas podem se propagar em tubulações de gás, simular as consequências dessas falhas e compreender como evitá-las. Tudo em ambiente controlado, com o auxílio de recursos computacionais e racionalização de materiais. Ao comprovar as propriedades de aços microligados ao nióbio, testando-os até o limite de sua resistência, é possível não apenas oferecer ao mercado materiais com características superiores, mas também fomentar a melhoria das normas existentes”.
Investimento em tecnologia e participação em eventos internacionais impulsionam o comércio exterior do setor de máquinas. Imagem: Eilis Garvey/Unsplash
10 Agosto/Setembro - 2022
Notas & Informações
O Estaleiro Rio Maguari (Belém, PA) recebeu a encomenda de quatro barcaçastanque oceânicas, com 4.000 metros cúbicos de capacidade cada, destinadas à Flumar, empresa de navegação do grupo Odfjell, que investirá mais de R$ 50 milhões nas embarcações. A construção teve início este mês e as entregas estão previstas para ocorrer entre o final do primeiro trimestre e o início do segundo trimestre de 2023, de acordo com informações do Sinaval, instituição que representa os estaleiros brasileiros.Devidoàs características oceânicas, as barcaças estarão aptas para operar em todo o território nacional, visando especialmente o transporte de combustíveis e biocombustíveis, segmento onde se espera maior expansão nos próximos anos. A empresa ressaltou que as barcaças poderão também ser utilizadas para outros negócios envolvendo granéis líquidos, como químicos, petroquímicos e óleos vegetais.
Bom momento para a construção naval em aço
Estaleiro paraense recebe encomendas de barcaças e rebocadores para transporte fluvial.
frota de barcos de pesca no País, o que trará oportunidades para as empresas que atuam no setor metalmecânico, seja como construtoras ou como prestadoras de serviços de usinagem que atuam na fabricação de componentes por processos como torneamento, retificação, furação etc.
A Resolução nº 5.031, aprovada no final de julho, prevê o financiamento de até 90% do valor de projetos de construção ou produção de embarcações destinadas à pesca artesanal, com o uso dos recursos do fundo. Também ajusta as taxas de juros dos financiamentos para 1% ao ano (para a pesca artesanal) até 8%, dependendo do tipo de embarcação, prazo de carência, prazo de amortização e itens utilizados (nacionais ou importados).Areformulação das regras também passou a contemplar a concessão de empréstimos a empresas estrangeiras e o apoio do fundo à construção e produção de embarcações destinadas à pesca industrial. Anteriormente estava prevista a aplicação dos recursos somente para a pesca artesanal.
Imagem: ERM
A Flumar é uma empresa brasileira de navegação (EBN) e tem investido tanto em terminais como em embarcações, na área de combustíveis e biocombustíveis, desenvolvendo parcerias com muito potencial de crescimento. Conta com uma frota de sete navios para transporte de granéis líquidos (químicos, Odfjell,esquemaliquefeitosecombustíveis,petroquímicos,biocombustíveisóleosvegetais,alémdegasesdepetróleo)emdecabotagem.Ogrupoalémdanavegação,
Notas & Informações
Laboratório de pesquisa e inovação foi inaugurado em SBC
Um consórcio formado entre a fabricante de equipamentos para pesagem Toledo do Brasil e o Centro Universitário FEI, ambos com unidades situadas no município de São Bernardo do C ampo (SP), levou à inauguração
Novas regras para uso de recursos do Fundo da Marinha Mercante promoverão a renovação da frota pesqueira no País, abrindo oportunidades para as empresas de construção naval. Imagem: Freepik
Rebocadores
O estaleiro paraense trabalha a todo vapor também na execução de quatro embarcações milprocessamentohojedenofluvialpescadiques(foto),rebocadores,eabrilentreédeSvitzer,marítimopelaencomendadasrebocadorasrecentementeempresadetransportedeorigemaustralianacomunidadenoRioJaneiro(RJ).Aprevisãoqueasentregasaconteçamoutubrodesteanoede2023.OERMprojetafabricabalsas,barcaças,empurradoresferryboats,terminaiseflutuantes,barcosdeedepassageiros,parausoeoceânico.Atuatambémsetordeestruturasmetálicasgrandeporte,contandocomumacapacidadededecercade30toneladasdeaçoaoano.
12 Agosto/Setembro - 2022
opera nove terminais de granéis líquidos localizados nos principais portos do País.
professores motivados e com projetos pensados para a indústria, bem como com soluções que comercializarpossamose/ouaplicar em nossos processos de fabricação”. O executivo mencionou que o programa tem potencial para “formar novos colaboradores para a nossa empresa”. Este programa, de acordo com as partes envolvidas, conta com o apoio do Ministério de Ciência e Tecnologia do Governo Federal para Incentivo Fiscal para Pesquisa e Desenvolvimento.
Também comentou sobre algumas das expectativas que acompanham a realização deste projeto Paulo Haegler, presidente da Toledo do Brasil: “vamos colher bons frutos, com alunos mais capacitados,
Unidade voltada para estudos centrados na indústria, situada em centro universitário, entrou em operação a partir de uma parceria entre instituições. Imagem: FEI/Toledo
linha de frente uma equipe de pesquisadores do Grupo de Estudos Sobre Fratura de Materiais (GEsFraM), que integra o Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais (DEMET) da Escola de Minas da UFOP. Em um primeiro momento serão realizadas pesquisas sobre a transformação bainítica, constituinte do aço, que confere tenacidade e resistência mecânica, além de força e flexibilidade, ao material. Foi informado pelas instituições que as primeiras etapas dos estudos serão voltadas principalmente para o desenvolvimento de aços ultra resistentes que serão usados na fabricação de tubulações com grande diâmetro para o setor de óleo e Ambasgás. as instituições também pretendem promover uma aproximação entre a indústria metalmecânica e o meio acadêmico por meio da parceria. Ricardo José de Faria, especialista do departamento de produtos da Gerdau, comentou que “a ideia é fazermos um intercâmbio visando à obtenção de um produto diferenciado. A partir dos resultados obtidos, pretendemos abrir frente para a aplicação do aço bainítico em outros setores como a indústria naval e eólica, por exemplo”.
de um laboratório voltado para a pesquisa e o desenvolvimento de soluções para a indústria metalmecânica, o que abrange o setor de usinagem. O centro de pesquisas é chamado de Laboratório HUB ICT – de Inovação, Ciência e Tecnologia – e se encontra no Campus São Be rnardo do Campo da FEI. Um dos objetivos das partes envolvidas neste projeto é unir conhecimentos oriundos de diversas áreas como, por exemplo, do setor empresarial, do chão de fábrica e do meio acadêmico.Deacordo com as instituições parceiras, o laboratório de estudos será voltado para o desenvolvimento de tecnologia para pesagem para segmentos diversos, melhoria de sistemas estruturais, desenvolvimento de software, entre outros. Além disso, este trabalho é parte de um programa de estágios para estudantes de engenharia mecânica, automação industrial, engenharia elétrica e ciência da computação, o qual já conta com a participação de cerca de 14 estudantes da FEI.
Um consórcio que tem como premissa o desenvolvimento de linhas de aços especiais que apresentem propriedades como ultra resistência foi estabelecido entre a Gerdau, com escritório regional em São Paulo (SP), e a Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) (MG). Trata-se de um acordo técnico-científico que promoverá a realização de estudos sobre aços de alta performance para aplicações em diversas áreas da cadeia de manufatura, o que inclui o ramo de usinagem.Estetrabalho terá em sua
Notas & Informações
Acordo firmado entre siderúrgica e universidade abrange a realização de estudos para o desenvolvimento de aços ultra resistentes. Imagem: Freepik
Segundo Michele Rodrigues Hempel Lima, professora do Departamento de Engenharia Elétrica da FEI e coordenadora do novo laboratório, “através do projeto os alunos conseguirão trabalhar com temas reais da indústria, sem deixar a graduação de lado. Além disso, isso possibilita a realização de pesquisas e desenvolvimento de projetos tecnológicos novos, unindo trabalho e estudo”.
Aços de alta performance serão tema de pesquisa
14 Agosto/Setembro - 2022
fundamentalQuebra-cavaco,na escolha da ferramenta de usinagem
de saída que apresentam, positivo ou negativo, conforme os exemplos mostrados na foto 1. Sobre eles, o executivo salientou que “não existe um único tipo de quebra-cavaco. Há modelos de ferramentas de usinagem ou fresamento que são indicadas para aplicações que vão desde a fabricação de peças de lotes sob encomenda até a produção de componentes em larga escala. E antes de serem iniciadas estas etapas, é necessário avaliar qual o tipo de quebra-cavaco que atenderá melhor aos requisitos do trabalho que se deseja realizar”.
chamada Cota Rápido, pela qual pode-se obter informações de forma instantânea sobre custos de, por exemplo, matériasprimas, hora/máquina e preços de lotes de peças, entre outros.
ENTREVISTA
Alguns exemplos de como a má formação de cavacos pode prejudicar o trabalho e pôr em risco a integridade de operadores de tornos, fresadoras ou centros de usinagem são: 1) cavacos com longo comprimento, também chamados de “cavacos com forma de fita”, podem atingir o opera
O quebra-cavaco –denominação dada ao ângulo presente na face da ferramenta que entrará em contato direto com a peça a ser usinada, o qual influencia na formação do cavaco e tem a função de rompê-lo e subtraí-lo da área de trabalho – é um fator muito importante no que diz respeito à escolha de ferramentas para a obtenção de
Gellert, CEO da Peerdustry, comentou que a empresa “cuida de todo o processo, garantindo que os compradores economizem tempo nos processos de compra e no acompanhamento da produção”.Osclientes podem se cadastrar para testar a ferramenta pelo instantaneamente.com/cote-pecas-usinadas-https://conteudo.peerdustry.link
Ferramenta para cotação de preço de peças usinadas
A Peerdustry Usinagem Conectada, um marketplace voltado para o comércio de peças usinadas e serviços como produção de lotes sob encomenda, incorporou à sua plataforma digital um recurso que visa facilitar a cotação de preços neste setor.
Trata-se de uma ferramenta
Agosto/Setembro - 2022 15
peças com bom acabamento, além de segurança no trabalho.
Os quebra-cavacos são classificados conforme o ângulo
Curta
Em outras palavras, a análise das características do quebra -cavaco e da face da ferramenta como um todo deve ser levada em conta em projetos desenvolvidos na área de usinagem. Isso abrange o tipo de material usado para a fa bricação de pastilhas de corte, uso de ferramentas com tratamento superficial e/ou termoquímico, com face polida, suas dimensões, entre outros fatores. Estes e ou tros assuntos foram tratados em uma entrevista exclusiva con cedida à Máquinas e Metais por Wellington Queiroz, gerente de produtos da Wolf Brasil, empresa que atua na importação e expor tação de ferramentas e equipa mentos para usinagem comercia lizados sob diversas marcas, com sede em São Paulo (SP).
As ferramentas de usinagem e/ou fresamento, tais como pastilhas de corte, apresentam diferentes características que devem ser levadas em consideração antes do seu uso para a fabricação de peças e componentes feitos em metais como aços especiais, alumínio ou ferro fundido, por exemplo.
O sistema, desenvolvido pela empresa, utiliza algoritmos que fornecem os dados solicitados pelos clientes. Ele pode ser testado a partir da realização de um cadastro, que pode ser feito pela plataforma gerenciada pela companhia. Bruno Diesel
Por Adalberto Rezende, da redação
Notas & Informações
Ele comentou que o uso de ferramentas com alta dureza em casos como este pode promover a quebra da própria ferramenta. Já sobre as vantagens proporcionadas pelas ferramentas com mais dureza que tenacidade, ele comentou que elas são indicadas para dar acabamento a peças usinadas, e também para fazer cortes em alta velocidade. “Não adianta usar uma ferramenta para acabamento de superfícies em uma aplicação de tipodependeparanãoApordesbaste,exemplo.ferramentafoifeitaisso.Tudododeaplicação
Ele mencionou ainda que é possível obter cavacos com formato adequado ao se alterar o ângulo das arestas da ferramenta de corte, e que a velocidade do processo de usinagem a ser realizado é um fator que também deve ser considerado na escolha da ferramenta para que ela apresente o quebra-cavaco adequado.
Tipos de cavacos. Imagem: Wolf Brasil/KC Tools
Além do layout da face de ferramentas de usinagem, deve
Cuidados ferramentascom
ser avaliado se o material usado na sua fabricação apresenta dureza ou tenacidade adequada para o trabalho a ser executado. De acordo com Wellington, pastilhas de corte feitas com materiais que apresentam alta tenacidade são recomendadas para a usinagem ou fresamento de peças com design com “interrupções”, ou seja, com áreas de encaixe similares às de uma engrenagem, por exemplo.
dor da máquina, obstruir o canal de passagem de cavacos e riscar a superfície da peça sob proces samento; 2) “bolos de cavaco” formados na área de trabalho também podem ser prejudiciais ao conjunto de ferramentas da má quina, bem como podem contri buir para o acúmulo de sujidades e/ou impurezas indesejadas; 3) o acúmulo de cavacos na área de trabalho pode forçar a ferramenta de usinagem a aumentar a força de corte e, consequentemente, causar o aumento da temperatura de processo. “Nosso objetivo será sempre obter cavacos pequenos, que apresentem pouco volume e que possam ser facilmente re movidos da área de trabalho”, complementou Wellington.
Não há ferramenta que “faz tudo”
Alguns cuidados básicos para a preservação de ferramentas de usinagem devem ser adotados no dia a dia do chão de fábrica. Adquirir o hábito de armazenar corretamente as ferramentas após o seu uso é um dos primeiros passos, tendo em vista que intempéries típicas de parques fabris, como alto índice de material particulado e/ou de névoa gerada por produtos químicos, podem contribuir para o desgaste prematuro de pastilhas de corte, brocas, entre outros.
Wellington deu outros exemplos: “bater uma ferramenta na outra pode danificar as arestas e assim prejudicar o seu desempenho ou levar à sua inutilização, o que é completamente indesejado quando o assunto é custo de manutenção ou compra de novos produtos ou serviços”. Além disso, é fundamental seguir as recomendações dos fabricantes de ferramentas de usinagem, as quais podem constar de manuais de instruções e/ou catálogos.
e das propriedades de aços ou alumínio que serão usinados”, disse.
Quebra-cavacos e seus diferentes layouts presentes na face de ferramentas de usinagem ou fresamento indicadas para o processamento de aços e alumínio. Imagens: Wolf Brasil/KC Tools
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Cimhsa – Clever (41) sac@cimhsa.com.br3596-4477
Saucer(19) marcelo@saucermaquinas.com.br99174-4242
Tornos convencionaisverticaiseCNC
Guia I Agosto/Setembro - 2022 17 Obs.: Os dados constantes deste guia foram fornecidos pelas próprias empresas que dele participam, de um total de 35 empresas pesquisadas. Fonte: Revista MáquinaseMetais, agosto/setembro de 2022. EmpresaTelefoneE-mail Convencional CNC (mm)placadaDiâmetro máximoDiâmetro (mm)torneável (mm)volteiodeDiâmetro (mm)torneávelmáximaAltura damáximaRotação (rpm)placa (Kg)peçadamáximoPeso ferramentasNº rotativasferramentasNº (kW)eixo-árvoredoPotência deslocamentodeVelocidade (m/min)Xrápido deslocamentodeVelocidade (m/min)Zrápido
305 1.600a 495 2.000a 620
560
55 9 9
560
12 a 18 6 22 a 75 18 a 24 7 a 10
Fornecedores informam aqui as especificações técnicas dos seus equipamentos para torneamento vertical, ideais para a usinagem de peças de grande altura ou diâmetro.
600
• 550 2.000a 2.500 2.750 2.000 120 16.000 2
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• 2.040a
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Máquinas multitarefa e chão de fábrica conectado são algumas das tendências tecnológicas que poderão ser conferidas na próxima feira IMTS, que volta a acontecer em formato presencial, em Chicago (EUA), no mês de setembro.
Outra direção que o mercado norteamericano está tomando diz respeito a uma nova geração de máquinas mais acessíveis, com novos controles e programação que permite a conectividade e a integração. Todo o esforço visa remover as barreiras à adoção das novas tecnologias.
International Machine Tool Show (IMTS) é conhecida como o mais importante evento norte-americano no setor de máquinas-ferramenta. A edição deste ano, prevista para o período de 12 a 17 de setembro, no McCormick Place, em Chicago (IL), promete trazer de volta as novidades em termos de tecnologia para o setor, em formato totalmente presencial.
Quase todas as estratégias de eficiência de fabricação incluem o uso de automação. Assim, as máquinas CNC a serem expostas já incluem alterações de projeto como porta automática frontal e interface para robôs.
De acordo com a organização da feira, a escassez de mão-de-obra no mercado norte-americano é o principal motivo para o aumento da procura pelos modelos multitarefa.
Ao realizar todo esse trabalho em uma única fixação, essas máquinas reduzem o tempo de configuração e eliminam os riscos associados à movimentação das peças entre estações de trabalho, liberando os operadores para a realização de outras tarefas.
modelos híbridos, com recursos adicionais para operações a laser, soldagem por fricção, manufatura aditiva e eletroerosão a fio.
O estado da arte na tecnologia de usinagem
Essas máquinas atraem especialmente as empresas que anteriormente necessitavam deslocar as peças de um equipamento a outro (torno, fresadora vertical e outras máquinas) até obter a peça final.
Os fabricantes de máquinas também estão facilitando a coleta de dados ao conectá-las usando padrões abertos como o MTConnect, da Association for Manufacturing Technology (AMT), predominante entre os desenvolvedores de equipamentos CNC. A ênfase está em tornar a interação mais eficiente por meio de aplicativos de análise de dados on-line, sejam eles relacionados a componentes de máquinas CNC ou à produção de peças.
Confira a seguir alguns dos destaques da feira.
As máquinas multitarefas combinam operações de torneamento, fresamento, furação, rosqueamento, furação profunda, fresamento, desbaste, brochamento, retificação e preparação de superfície. Há ainda
Automação e conectividade
Uma das mais fortes tendências em sistemas CNC tem sido o conceito de configuração única, incorporado às novas máquinas multitarefas, que serão exibidas no Pavilhão de usinagem da feira.
A
18 Agosto/Setembro - 2022 Prévia IMTS
Ainda sobre estes equipamentos, o processo de torneamento a uma velocidade de 6.000 rpm ocorre em ciclos curtos. A peça é fixada verticalmente entre o fuso principal e o cabeçote móvel e é usinada pelos dois lados. São duas torres de ferramentas, cada uma com 12 posições. A disposição vertical do componente garante a confiabilidade do processo a longo prazo. O corpo da máquina é pequeno, pois o conjunto vertical ocupa pouco espaço.
“Uma parte importante deste fluxo de trabalho é o processo de medição e compensação de circuito fechado utilizando-se o Zoller Genius como estação de medição”, comentou Jan Irzyk, gerente de produtos da Anca. “Dependendo das necessidades do cliente, nosso sistema pode transferir automaticamente uma ferramenta do lote usinado, limpála, medir as geometrias requeridas e transferir os resultados para a respectiva retificadora na qual está sendo realizada a compensação dos parâmetros de usinagem, para atingir a tolerância dimensional do lote”, complementou o executivo.
O aparelho concebido pela empresa australiana, que também tem fábrica em Sorocaba (SP), maximiza a produtividade das retificadoras, com integração aos sistemas ERP para agilizar os fluxos de trabalho. Além disso, o sistema é flexível e modular. Isso significa que há a possibilidade
de adaptação às necessidades individuais de cada cliente.
inteligenteAutomatização
A Emag vai mostrar na feira soluções flexíveis para a mobilidade elétrica e digitalização de processos produtivos. Entre os destaques estarão tornos verticais da série VL, que facilitam o início da produção otimizada por meio de análise de dados. Esses tornos operam com três eixos, possuem uma torre que pode comportar até 12 ferramentas, que podem ser usadas em sequência ou acionadas aleatoriamente, e contam com sistema para movimentação de peças automatizado. Eles também são equipados com controlador Fanuc e o novo Edna HMI, um painel que pode ser configurado para atender a uma ampla variedade de requisitos.
Tornos de três eixos
O torno modelo VL 4 poderá
Também será divulgado o torno pick-up vertical de quatro eixos VT 2, o qual pode realizar a usinagem de peças de até 400 mm de comprimento e 100 mm de diâmetro. As peças brutas são transportadas para a máquina por meio de garras, as quais também fazem a remoção delas da área de trabalho após serem usinadas. Dependendo da peça, esse processo dura de seis a oito segundos.
Cabeçote de fresagem
Agosto/Setembro - 2022 19
Especializada no segmento de máquinas retificadoras CNC, a Anca levará para a feira de Chicago o seu novo sistema AIMS (Anca Integrated Manufacturing System), que propõe a automatização inteligente para a conectividade da fábrica, de modo a melhorar a produção de ferramentas de corte de precisão. Esta solução considera a fábrica como uma única célula. Em vez de separar o fluxo de trabalho em elementos diferentes de projeto, preparação em branco, retificação, marcação a laser, lavagem, embalagem e envio, o AIMS agiliza o processo de fabricação de ferramentas e de tecnologias complementares.Seusprincipais módulos são a estação de preparação de trabalho AutoSet e o AutoLine, voltado para o remanejamento de paletes, além de recursos como o AutoFetch, que consiste em um robô responsável pela transferência de materiais entre os processos, que faz a medição da ferramenta em máquina da Zoller.
ser visto em operação no evento. Segundo informações da companhia, os tornos desta linha podem usinar peças com comprimento de até 300 mm e diâmetro de até 400 mm. O sistema para movimentação de peças automatizado opera da seguinte forma: remove os componentes a serem usinados da correia transportadora lateral e os posiciona na área de trabalho. Além disso, os tornos podem ser equipados com eixo Y na torre.
indústria automotiva. Com ênfase em alta velocidade, precisão e eficiência, o modelo GE15HS produz engrenagens para carros elétricos e híbridos, além de ser utilizado em aplicações que envolvem robótica e automação.
A remoção de cavacos é feita pelo fuso HSK-100, que possui interface robusta, velocidade máxima de trabalho de 20.000 rpm e potência S1 contínua de 200 kW.
O equipamento é projetado para produzir engrenagens com diâmetro máximo de 150 mm, usadas em automóveis e motocicletas, por exemplo. O motor de acionamento direto de alta velocidade e alto torque para o fuso principal tem velocidade máxima do fuso de 6.000 rpm, que é três vezes mais rápido que modelos anteriores. O fuso de fixação das peças utiliza uma mesa especial que proporciona rigidez e rotação de alta velocidade para lidar com a carga de impulso necessária para a usinagem. As engrenagens de corte, com ferramentas em metal duro, possuem uma superfície de rugosidade Ra inferior a 0,4, em consonância com o processo de retificação.“OGE15HS traz eficiência ao processo, na medida em que elimina a fase de acabamento antes do tratamento térmico, o que melhora a produtividade e reduz o custo de processamento”, comentou Scott Knoy, vicepresidente de vendas da subsidiária norte-americana, com sede em Wixom, Estado de Michigan. Uma máquina maior, a GE25HS, também será mostrada na feira.Acompanhia ainda apresentará
20 Agosto/Setembro - 2022
A Fischer, empresa suíça especializada em máquinasferramenta de alto desempenho, apresentará a sua nova linha de fusos e cabeçote de fresagem. O carro-chefe é o cabeçote de fresagem D27, aliado à mais recente tecnologia para remoção de alto volume de material: MFW2714/20 HSK-100. O equipamento proporciona estabilidade e precisão para a usinagem de cinco eixos, sendo indicado para trabalhos no setor aeroespacial, por exemplo.
A Hiwin irá expor componentes de controle de movimento de precisão, com
destaque para as mesas rotativas de motor de torque da série TMRT. Indicada para máquinasferramenta, a linha TMRT permite que equipamentos de três eixos operem com 3+1, 3+2, 4+1 ou até cincoAlémeixos.disso, a sua alta velocidade e torque, seus rolamentos embutidos de alta precisão e rigidez, bem como seus codificadores (encoders) e sistema de frenagem, garantem a capacidade de aceleração e a precisão na usinagem de peças
Fabricação engrenagensde
rotativas incorporam motores de torque de acionamento direto, e o seu design foi projetado de forma a eliminar a necessidade de se ter um redutor de engrenagens, o que confere desempenho dinâmico e precisão ao multieixo. Além disso, acionamentos diretos proporcionam a execução de movimentos suaves, o que contribui para a obtenção de peças com ótimo acabamento superficial.
complexas.Essasmesas
A combinação de fuso e cabeçote de fresagem é o que a companhia chama de “rotação perfeita”, em que o fresamento pesado mantém a precisão e a repetibilidade. Isso é obtido por meio de estruturas monobloco feitas de ferro fundido de alta qualidade, combinadas com dois rolamentos de rolos cruzados para o eixo A, e YRT para o eixo C, que apresentam alta capacidade de carga para lidar com as forças de corte em todas as direções durante o especificamentefresamento.OD27foiprojetadoparao
fresamento em aplicações que requeiram alta potência, como na confecção de ferramentas longas. Para garantir a precisão e repetibilidade, a unidade incorpora codificadores ópticos diretos, motores duplos e grampos duplos no eixo A. O cabeçote de fresagem utiliza a capacidade máxima de sua potência e de torque de fusos de até 275 mm, para uma maior taxa de remoção de cavacos.
As mesas contam com sistema de refrigeração líquida integral, garantindo estabilidade térmica mesmo durante contínuos ciclos de trabalho e condições de carga. A série é compatível com a maioria dos equipamentos CNC das principais marcas.
Prévia IMTS
Motor de torque
A japonesa Nidec exibirá duas máquinas de fabricação de engrenagens que são indicadas para atender às necessidades da
Agosto/Setembro - 2022 21
Furadeiras
parafusos e cavilhas para a indústria médica, além de peças de precisão para a área de engenharia elétrica.Além de ferramentas elétricas padrão e estáticas, a companhia com sede na cidade de Prospect Heights (Estado de Illinois), também irá divulgar recursos para o aumento de velocidade de 1:4 para os modelos Citizen mais recentes. A empresa atende às indústrias automotiva, aeronáutica e médica, entre outras.
Controlador de máquinas
A Siemens vai exibir a plataforma CNC nativa digital Sinumerik One. Segundo a empresa alemã, trata-se de um sistema de controle de máquinas que irá impulsionar a transformação digital na indústria de máquinas-ferramenta. Ele consiste em um software voltado para a criação do controlador da máquina e o seu gêmeo digital (digital twin) a partir de um único sistema de engenharia, contribuindo para a integração de hardware e software. Graças à interação entre o mundo virtual e o real proporcionada pela plataforma, a companhia promete estabelecer novos padrões de produtividade, desempenho e digitalização, reduzindo o tempo de desenvolvimento de produtos.
desde o projeto até a peça acaba da. Os visitantes da feira poderão discutir os desafios de seus proces sos de fabricação com os funcioná rios da empresa, para determinar o método ideal de projeto e fabri cação de peças. Isso poderá incluir métodos de digitalização para a redução de tempo/custo.
Ainda haverá a demonstração da produção e instalação de ponta a ponta de uma caixa de transmissão e montagem para o eRod, um veículo elétrico autônomo que estará no estande. As peças para este veículo serão fabricadas usando processos de usinagem aditivos e subtrativos. Em cada etapa do desenvolvimento das peças, incluindo a usinagem, nos quiosques de exibição os visitantes poderão acompanhar o processo digital.
A suíça Suhner levará para o evento a sua linha de furadeiras ECONOmaster, indicadas para serviços médios em vários tipos de materiais, tais como metais leves, compostos, polímeros e espumas. Essas unidades de perfuração podem ser personalizadas para atender às necessidades do cliente e são totalmente produzidas na fábrica norte-americana da empresa, na cidade de Rome, Estado da “ReconhecemosGeórgia. a necessidade de levar nossa tecnologia global a um nível local, e nos Estados Unidos a ECONOmaster é um
Além disso, a empresa apre sentará soluções e serviços para a manufatura aditiva/subtrativa em escala industrial. A proposta é mostrar os processos de produção
Tornos automáticos
a retificadora de engrenagens ZI20A. Com coroa interna com acabamento duro, a máquina é indicada para aplicações que abranjam a produção de sistemas de transmissão para veículos. Para fabricar engrenagens de anel interno silencioso e de malha suave, este equipamento usa tecnologia de rodas roscadas para fazer a retificação. Este processo proporciona uma produção rápida e econômica de engrenagens de anel interno.
A Platinum apresentará na feira uma nova gama de produtos do programa de ferramentas Citizen, desenvolvido para tornos CNC automáticos do tipo suíço. Projetadas para melhorar os parâmetros da máquina, essas ferramentas de precisão proporcionam um processamento de alta qualidade e apresentam maior vida útil em relação a modelos similares. Para tanto, a empresa componentesatualmentetipoosprecisãoparaferramentasretificadacomponentesmultifusos,cabeçotesferramentasHeimatec,incorporounorte-americanaummaterialdadequemimportamotorizadas,angularesecabeçotestaiscomorolamentos,deengrenagemefusosparaproduzircommaiorrigidez.Originalmentedesenvolvidosafabricaçãodepeçasdenaindústriarelojoeira,tornosautomáticosCNCdosuíçosãomuitoutilizadosparaproduzirautomotivos,
22 Agosto/Setembro - 2022
passo-chave nesse processo”, comentou Lee Coleman, gerente de vendas da filial norte-americana. Ainda segundo ele, a entrega de encomendas personalizadas é feita de forma característicasAlgumasrápida.dasprincipaisdasfuradeiras são
O controlador possui tela sensível ao toque (touch screen) e capacidade para programar operações personalizadas de carga/descarga de peças, eliminando a necessidade de um segundo controle de automação. Por meio da tela é possível fazer ajustes simples e intuitivos da velocidade do fuso, taxa de curso e avanço da ferramenta durante o ciclo de brunimento. Seleção de ferramentas, modo de configuração e expansão/retração de ferramentas também podem ser Aajustados.linhaSV-3000 incorpora um sistema de servo-curso sincronizado e motores de eixo que proporcionam a obtenção de acabamentos cruzados ao longo do comprimento do furo. Isso elimina o “achatamento” do ângulo de hachura nos pontos de reversão do curso, o que é importante em aplicações de brunimento de parede de cilindros, por exemplo, nas quais é necessário respeitar as tolerâncias da superfície para que a vedação do anel de pistão não seja prejudicada, por exemplo. A tecnologia de acionamento inclui ainda um sistema de alimentação sensível à carga que maximiza a produtividade e possui tolerância de 0,00025 mm.
Outros recursos incluem curso de alimentação ajustável de 12,7 a 76,2 mm (½-3 polegadas), pressão de 110 psi, tensão de corrente elétrica de 230/460 V, concentricidade de 0,002 polegada TIR, faixas de velocidade de 9.600 rpm e conexão/avanço de ar de ¼ polegada a 27 NPT.
Já o modelo FZ37, com CNC e pórtico, apresenta conceito de sistema modular e é comercializado em versões com vários tamanhos e configurações. O design Z-Ram guiado pelo centro em combinação com cabeçotes de fresagem dinâmicos garantem um processo eficiente. Também apresenta alta estabilidade térmica e rigidez.
Prévia IMTS
A Sunnen irá apresentar a nova geração de seus sistemas de brunimento vertical. Trata-se da série SV-3000, que conta com controlador industrial de base Beckhoff, projetado para operar com protocolo de comunicação industrial EtherCAT, o que aumenta o tempo de resposta e melhora o controle do processo.
A nova série é baseada em OPC, padrão de comunicação industrial amplamente utilizado que possibilita a troca de dados entre dispositivos de vários fornecedores, permitindo o monitoramento remoto do processo em tempo real.
baixo consumo de energia e ar, carcaça do motor ajustável, curso total ajustável, cilindro de controle de alimentação hidráulico, mandril de 0 a 12,7 mm (0-1/2 polegada), interruptores elétricos de limite dianteiro/traseiro, tensor de correia e braço cromado. O seu peso é de 20 kg.
A Zimmermann, fornecedora de máquinas fresadoras com portal, exibirá virtualmente no evento três novas máquinas de pórtico. A maior delas é a FZ42, que tem pórtico de ponte dupla de alta precisão e potência para desbaste dinâmico, combinando áreas de trabalho de diferentes tamanhos, percursos, cabeçotes de fresagem e CNC. Possui estabilidade térmica e rigidez que atendem aos requisitos da indústria na fabricação de ferramentas e matrizes, aeroespacial e automotiva. Segundo informações da empresa, esta máquina tem design adequado para toda gama de usinagem de peças, e independentemente do tamanho e peso do componente, o processo de fresagem ocorre de forma precisa.
Brunimento vertical
Para o desenvolvimento da série SV-3000, a empresa norteamericana solicitou informações a clientes globais durante dois anos. O software foi atualizado e passou a usar as mais recentes linguagens e tecnologias de programação.
Fresadora de portal
Por sua vez, o modelo FZ32 é indicado para a usinagem dinâmica de alumínio, compostos de fibra, polímeros e placas de ferramentas. O pórtico rígido de guia central da máquina é indicado para processos que envolvam a fabricação de moldes e/ou protótipos. Este equipamento também atende à indústria aeroespacial.
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24 Agosto/Setembro - 2022 Guia II EmpresaTelefoneE-mail Inteiriça em metal duro Inteiriça em aço rápido Quantidade de cortes Pastilhas (mm) (mm)intercambiávelCabeça Outras(mm)Diâmetros revestimentoCom revestimentoSem (mm)Diâmetros revestimentoCom revestimentoSem Um Dois Três Quatro Outros deIndexáveis durometal durometaldeSoldadas PCDdeSoldadas CBNdeSoldadas
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Fonte:
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Obs.: Os dados constantes dele de total de 58 empresas pesquisadas. Revista Máquinas Metais, agosto/setembro
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Gleison Hidalgo Martins (gleisonhidalgo@gmail.com) e Fernando Deschamps (fernando.deschamps@ufpr.br) são pesquisadores do Programa de Pós-graduação/Mestrado Profissional em Engenharia de Manufatura 4.0 do Departamento de Engenharia Mecânica/Setor de Tecnologia da Universidade Federal do Paraná (UFPR), Reprodução autorizada pelos autores.
indústria(31, 32, 33). As principais aplicações deste material estão ligadas à indústria automotiva, claramente seguida de outros segmentos industriais gerando inúmeras oportunidades de pesquisas e inovações de grande importância para economia em geral (31. 32. 33).
Microestrutura e usinabilidade do ferro fundido: uma revisão da literatura
O ferro fundido é uma liga com mistura eutética composta por elementos à base de carbono e silício. O carbono é o elemento mais importante, sendo responsável por propriedades mecânicas e de fundição. Já o silício atua como grafitizante nas solidificações. Os ferros fundidos dividem-se em cinco classes: cinzento, branco, vermicular, maleável e nodular. Diante dos diferentes tipos de materiais observou-se uma lacuna para identificar quais os tipos de ferros fundidos possuem a melhor usinabilidade em função de sua microestrutura. No entanto, o objetivo desta pesquisa é a avaliação da microestrutura em relação à usinabilidade do ferro fundido por meio de uma revisão sistemática de literatura (RSL). A abordagem metodológica permite uma investigação científica para a seleção de um portfólio bibliográfico abrangendo estudos relevantes sobre o tema.
A
A aplicação do método (RSL) concentra-se na investigação científica, a qual agrupa estudos de pesquisas relevantes publicadas em bases reconhecidas
fundidos é definida por classes de ligas de metais, tais como: silício, magnésio, cromo, molibdênio e cobre, entre outros, sendo que a aplicação do tratamento térmico adequado é que determina as características destes materiais como: resistência, dureza, rigidez e tenacidade(4, 31, 32, 33). O ferro fundido apresenta como vantagens o baixo custo, a alta resistência ao desgaste e o amortecimento, podendo ser até usinável(9). Como desvantagem, apresenta alta densidade e a produção de peças pesadas se torna um desafio para a
G.H. Martins e F. Deschamps
26 Agosto/Setembro - 2022 Materiais
produção de ferro fundido vem crescendo nos últimos anos e representa uma grande parte dos materiais utilizados nas indústrias. Segundo Souza et al (31, 32, 33) e dados do 44º Censo Mundial de Fundição, o ferro fundido grafítico constitui 71% da fundição no mundo, seguido por 17% de fundição de não ferrosos e 9% de fundição de aço. A demanda pelo uso desses materiais se deve ao seu baixo custo e ao processo de fundição, e também pela economia na usinagem de peças acabadas(25, 31, 32, 33). A estrutura dos ferros
Para a construção do conhecimento sobre as várias classificações de ferro fundido, o objeto desta pesquisa é a avaliação da microestrutura do ferro fundido no processo de usinagem por meio da abordagem metodológica baseada na revisão sistemática de literatura (RSL).
Característica e propriedades do ferro fundido
Agosto/Setembro - 2022 27
promovem a formação de grafita(6, 2, 27). À medida que a grafita é adicionada na matriz metálica do ferro fundido (ferrítica, perlítica, ferrítica-perlítica, austenítica) desencadeia em cada uma delas reações diferentes, dependendo dos elementos de liga ou do tratamento térmico a que elas são submetidas, gerando propriedades químicas e mecânicas de acordo com a tabela 1 e classes de materiais conforme a figura 1(11,24, 3, 10, 31, 32, 33).
Cinzento 2,5 - 4,0 1,0 - 2,8 0,2 - 1,0 0,002 - 1,0 0,02 - 0,25 180 a 260 Baixa
Grafita: É a forma estável do carbono puro, a qual determina as propriedades mecânicas do ferro fundido. A presença de grafita tem grande importância no processo de usinagem, pois atua como lubrificante sólido, facilitando a ruptura do cavaco,
fundidoFerro C Si Mn P S Dureza (HB) Ductilidade
Figura 1 – Classificações dos ferros fundidos: (a) Cinzento, (b) Branco, (c) Vermicular, (d) Maleável, (e) Nodular. Fonte: adaptada (Comin, 2013; Pereira, 2016; Rebouças, 2016; Rodrigues, 2017)
As estruturas dos ferros fundidos são definidas como uma classe de ligas ferrosas de mistura eutética com elementos à base de carbono e silício (Fe-Si-C) com teores de carbono em sua composição química (sempre superior a 1,8%) e silício (entre 0,5% e 2,8%) (35, 22, 25, 2). Para Fernandes(10) , a determinação da composição química e a distribuição de carbono em sua microestrutura são reguladas por dois fatores: a primeira pela composição química e a segunda pela taxa de resfriamento. A concentração de silício em aproximadamente 1% e a taxa de resfriamento muito baixa durante a solidificação
A seguir são descritos alguns dos elementos químicos que exercem efeitos sobre a usinabilidade dos ferros fundidos na óptica de Nascimento et al(18), Chen et al(4) e Pereira(20).
Vermicular 3,6 - 3,8 2,1 - 2,5 4,4 - 4,7 Max. 0,06 0,2 - 0,4 140 a 260 1% a 5%
Tabela 1 - Propriedades químicas (concentração de elementos em %) e mecânicas dos ferros fundidos. Fonte: adaptada de Zeemann, 2013; Nuguyen, et al. 2016; D’Agostinho et al. 2017
C - Carbono | Si - Silício | Mn - Manganês | P - Fósforo | S – Enxofre | HB – Hardness Brinell (dureza Brinell)
Branco 1,8 - 3,6 0,5 - 1,9 0,25 - 0,8 0,06 - 0,2 0,06 -0,2 550 Baixa
Revisão sistemática da literatura
Nodular 3,0 - 4,0 1,8 - 2,8 0,1 - 1,0 0,01 - 0,1 0,01 - 0,03 140 a 300 semaustêmpera550tratamento;com 3% a 20%
cientificamente com o objetivo de realizar uma revisão crítica e abrangente sobre o tema.
Maleável 2.2 - 2,9 0,9 - 1,9 0,15 - 1,2 0,02 - 0,2 0,02 - 0,2 180 a 260 1% a 20%
Figura 2 – Representação da usinagem de peças. Fonte: Diniz
impedindo a soldagem do material à ferramenta e reduzindo a formação de aresta postiça e forças de cortes. Apresentam-se como principais características físicas: a baixa densidade, a baixa dureza, a alta condutividade térmica e as lubrificantes.propriedades
superfície da peça antes da operação de usinagem; superfície em usinagem: aquela que está sendo gerada pela ferramenta; superfície usinada: face gerada pelo processo de usinagem.
entre a usinabilidade.temresistênciapossuiamenosresistentefinaEmboraapotencialcomààresistênciaaltarupturaeabrasão,ótimoparausinabilidade.aperlitasejamaiseusinável,perlitagrossabaixaemelhor
1ª Fase foram selecionados 310 artigos. Para a 2ª fase
Perlita: Produzida a partir da reação eutetóide na formação da estrutura de cementita em uma matriz ferrítica. A perlíta com dureza entre 150 e 350 HB é responsável pela combinação
Materiais
Ferrita: É a forma do ferro no estado alotrópico alfa com traços de carbono. A matriz ferrítica pode ser obtida no estado bruto de fundição em alguns tipos de ferro com baixa dureza entre 100 a 150 HB, sendo encarregada por atribuir ao ferro a resiliência.
Usinabilidade do ferro fundido A usinabilidade do material é avaliada através da análise da vida útil da ferramenta, pelas forças de corte, pela formação de cavacos, pela qualidade da superfície da peça de trabalho dependendo das especificações de aplicações e do projeto(31, 32, 33), ou seja, para Kalyon et al(16), a usinagem pode ser realizada sob várias condições de cortes e outros fatores de usinabilidades. Para o processo de usinagem é preciso definir as superfícies de trabalho. Diniz(7) salienta que essas superfícies são divididas em três categorias de acordo com a figura 2: superfície a usinar:
vermicularAND“TITLE-ABS-KEY(castExemplos:ANDironGray);TITLE-ABS-KEY(castANDironANDWhite);TITLE-ABS-KEY(castANDironANDe);TITLE-ABS-KEY(castANDORgraphite);TITLE-ABS-KEY(castANDvermicularORMalleable).Foramincluídosnabuscaartigos,tesesedissertaçõesrelacionadascomosrespectivostemassobreostiposdeferrosfundidospublicadosentre2010a2019nosidiomasportuguêseinglês,sendoexcluídasaspublicaçõescomacessosrestritosemoutrosidiomas.Afigura3descrevepormeiodeumdiagramaofluxodoprocessodeseleçãodoportfóliobibliográfico,oqualseguedivididoemquatrofases.Na
Cementita: Composta de carboneto de ferro (Fe3C) possui elevada dureza, próxima de 800 HB ou mais. Mesmo com proporções pequenas de Fe3C, a composição altamente abrasiva reduz intensamente a velocidade de usinagem e acentua o desgaste de ferramentas.
Abordagem metodológica
28 Agosto/Setembro - 2022
Austenita: Solução sólida de carbono e ferro com um formato centro-estrutural cristalino cúbico formado por altas temperaturas, de pelo menos 723°C, consiste em carbono dissolvido em ferro possuindo baixa condutibilidade térmica e maior tenacidade com dureza entre 120 a 160 HB. Esta característica implica o aumento da velocidade de corte, ângulos de saídas maiores e cuidados especiais com refrigeração e lubrificação.
A abordagem metodológica aplicada na pesquisa segue com base na revisão sistemática da literatura com foco na seleção de um portfólio bibliográfico de artigo para a construção do conhecimento na avaliação da microestrutura do ferro fundido na usinabilidade das diferentes classificações. Para a pesquisa foram utilizadas as bases científicas da Scopus, do Google scholar e da Web of Science, em virtude da confiabilidade e do reconhecimento científico de suas publicações. As buscas foram realizadas a partir dos descritores e operadores booleanos “search” para os determinados tipos de ferros fundidos.
Análise e discussão dos resultados
Na 3ª fase 134 artigos foram excluídos por não apresentarem no título a temática principal, tais como: a microestrutura do ferro fundido cinzento, ferro fundido branco, ferro fundido vermicular, ferro fundido maleável, ferro fundido nodular e a usinabilidade destes materiais e outros 41 foram excluídos por conter as temáticas apenas no abstract. Na 4ª e última fase restaram apenas 37 artigos selecionados para compor o portfólio bibliográfico da pesquisa.
O portfólio bibliográfico ofereceu 37 artigos com as informações para compreensão e avaliação da microestrutura da liga ferrosa na usinabilidade de ferro fundido, a partir de duas fontes de variáveis: a sua composição química e a taxa de resfriamento(9, 35, 22, 6, 27, 25, 10, 2).
Agosto/Setembro - 2022 29
No que tange às exclusões, destaca-se que a temática de ferro fundido vem sendo utilizada sob várias perspectivas com pesquisas publicadas sobre o desenvolvimento de revestimentos contra desgaste, corrosões, combinaçõessoldabilidade,comoutras ligas, entre outros.
De acordo com Fernandes, (2018); Rebouças, (2016); Callister, (2017); Fernandes, (2018) apud Guesser (2013); Fragassa et al. (2016), e Nguyenet al. (2016), a maneira como a grafita é adicionada na estrutura da matriz metálica do ferro fundido (ferrítica, perlítica, ferrítica-perlítica, austenítica) ocasiona reações diferentes entre cada uma delas, gerando cinco classes de ferro fundido.
A queseiscontemploucinzentoferroclassificaçãosobrecompreensãoadefundidoartigosbuscaram
conhecimento sobre a formação da estrutura das ligas ferrosas e suas aplicações na usinabilidade de materiais a partir das fontes de dados. A figura 4 exibe a micrografia constituinte de veios das matrizes predominantemente ferrítica e perlítica e o gráfico 1 explana a microestrutura composta pelos teores de carbono 2,5<%C<4,0; Silício 1,0<%Si<2,8; e Manganês 0,2<%Mn<1,0 (antigrafitizante). A microestrutura é formada por baixa velocidade no arrefecimento, na qual o carbono se solidifica em forma de grafita (flocos), compondo uma estrutura com baixa resistência, com dureza entre 180 a 260 HB e baixa ductilidade, apresentando boa usinabilidade. Este processo forma um metal ferroso com boa resistência mecânica ao desgaste, a vibrações e à compressão. Embora seja razoavelmente resistente à corrosão e à tração, e seja classificado como ruim para soldabilidade, possui baixo custo. Este tipo de ferro fundido é o mais
Gráfico 1: Ferro fundido cinzento. Fonte: autores (2020)
Figura 4 – Micrografia da matriz predominantemente ferrítica (a) e da matriz perlítica (b) do Ferro Fundido Cinzento. Fonte: adaptada de (Almeida, 2014)
restaram 248 artigos, dos quais 20 artigos foram excluídos por apresentar duplicidades, 16 artigos em outros idiomas e 26 artigos relacionados a publicações restritas, sendo analisados de acordo com os temas específicos para cada tipo de ferro fundido.
Figura 3 – Diagrama para seleção dos artigos. Fonte: adaptada de Pezzi; Marin, 2017(21)
1 Ferro cinzentofundido
2 Ferro fundido branco
sobre o tema ferro fundidos vermiculares, os quais descreveram como a grafita se apresenta na microestrutura e quais são suas aplicações em virtude de suas propriedades mecânicas. O ferro fundido vermicular é oriundo da adição da liga de titânio na composição do metal. Esta mistura degenera o módulo da grafita, transformado as propriedades mecânicas em uma composição intermediária entre o ferro fundido nodular e cinzento. A microestrutura do ferro fundido vermicular é mostrada na figura 6 e a composição química composta pelos teores de carbono 3,6<%C<3,8; Silício 2,1<%Si<2,5; e Manganês (anti-grafitizante)4,4<%Mn<4,7éindicada pelo gráfico 3. Esta combinação possui em sua microestrutura 20% de grafita esferoidal e 80% de grafita vermicular, tendo um custo médio de produção. As propriedades mecânicas apresentadas pela formação da microestrutura do ferro fundido vermicular exibem um perfil de material com dureza entre 140 a 260 HB e ductilidade entre 1% a 5% de alongamento, o que garante uma ótima usinabilidade do material quando comparado ao ferro fundido cinzento. Geralmente são utilizados em aplicações industriais automotivas, na fabricação de motores, cabeçotes de motor, discos de freios e coletores de escapamentos(20, 12, 13).
Figura 5 – Micrografia da microestrutura do ferro fundido branco. Fonte: Sheid, 2010
e Manganês 0,25<%Mn<0,8 (antigrafitizante). Nesta composição, dependendo da porcentagem de carbono adicionada, pode-se dividir os materiais em hipoeutéticos, eutéticos e hipereutéticos, conforme a figura 5.
Para conhecimento das estruturas da composição e das propriedades mecânicas do ferro fundido branco foram usados três artigos, com os quais buscouse conhecer as variáveis na formação do metal: à medida que o arrefecimento da solidificação avança, a estrutura frágil e quebradiça vai se fundindo. A microestrutura ilustrada pelo gráfico 2 estabelece a composição pelas proporções de carbono 1,8<%C<3,6; Silício 0,5<%Si<1,9;
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Materiais
Gráfico 2: Ferro fundido branco. Fonte: autores (2020)
Figura 6 – Micrografia da microestrutura do ferro fundido vermicular. Fonte: Sheid, 2010
usado na fundição em geral, sendo utilizado na fabricação de blocos de motor, tambores de freio, pratos de embreagem, cilindro de forros, anéis de pistão, vários equipamentos agrícolas, entre outros componentes de máquinas, tais como buchas, polias, anéis, mesas e bases de máquinas; contrapesos; flanges; réguas-guia; tampões; mancais; acoplamentos; cremalheiras roldanas; carretéis e fusos (29, 30, 20, 26, 23, 37).
3 Ferro fundido vermicular Foram indexados seis artigos
A formação das propriedades mecânicas do ferro fundido branco consiste na alta velocidade do arrefecimento da estrutura solidificando o carbono sob forma de cementita em ferro fundido branco na superfície e cinzento no núcleo. Devido à alta quantidade de cementita em sua composição metálica, o material apresenta dureza elevada, resistência ao desgaste abrasivo, à tração e à compressão. Embora o metal não possa ser usinado e nem soldado, apresenta baixo custo. Sua aplicação está ligada à fabricação de ferro fundido maleável e à fabricação de equipamentos para a moagem de minérios, pás de escavadeiras e similares(35, 30, 20)
5 Ferro fundido nodular
Gráfico 3: Ferro Fundido Vermicular. Fonte: autores (2020)
Gráfico 4: Ferro fundido maleável. Fonte: autores (2020)
engrenagens, buchas, suspensão, freios, direção, virabrequins etc., além de tubulações hidráulicas para esgoto, lamas e processos químicos, aplicações como recipientes para armazenamento e transporte de resíduos nucleares, entre outros(15, 20, 8, 14).
Para uma melhor compreensão, a tabela 2 mostra a comparação entre as principais propriedades mecânicas citadas no texto e as estruturas referenciadas na obtenção de um resumo explicativo como resultado das análises da pesquisa, bem como suas aplicações industriais
4 Ferro Fundido Maleável
Para esta análise foram relacionados três artigos do portfólio bibliográfico sobre o tema para conhecer como é formada a microestrutura do ferro fundido maleável a partir do ferro fundido branco quando submetido a um tratamento térmico de maleabilização por descarbonetação ou grafitização. A estrutura do ferro fundido maleável formada pelas combinações de carbono 2,2<%C<2,9 C; Silício 0,9<%Si<1,9; e Manganês 0,15<%Mn<1,2 (anti-grafitizante), formada pelas composições exibidas por meio do gráfico 4 e ilustradas pela figura 7, são obtidas a partir do ferro fundido branco. Quando submetido ao tratamento térmico de grafitização de aproximadamente 940°C é transformado em maleável ferrítico (resfriamento rápido até 740°C a 760°C) e maleável perlítico (resfriamento lento até 870°C). Por meio da alta temperatura, os carbonetos de ferro (Fe3C) transformam-se em grafita (nódulos de carbono), adquirindo um perfil com dureza entre 180 a 260 HB e ductilidade de 1% a 20% de alongamento, o que confere ao material boa usinabilidade, mas resulta em um custo alto de fabricação. São utilizados na fabricação de tubulações hidráulicas, elétricas e pneumáticas(35, 20, 11)
Conclusões
A pesquisa organizou temas considerando trabalhos publicados entre o período de 2010 a 2019 com o objetivo de construir a avaliação da microestrutura e seu efeito sobre a usinabilidade das diferentes classificações do ferro fundido baseando-se na revisão sistemática de literatura (RSL). Para tanto optou-se pela seleção de um portfólio bibliográfico
Figura 7 – Micrografia da microestrutura do ferro fundido maleável. Fonte Almeida, 2014
Para conhecer as características do ferro fundido nodular, composto pelos teores de carbono 3,4<%C<4,0; Silício 1,8<%Si<2,8; e Manganês 0,1<%Mn<1,0 (antigrafitizante), representado no gráfico 5, tendo a micrografia ilustrada na figura 8, foram analisados quatro artigos do portfólio bibliográfico sobre o tema. Após 60 anos de pesquisa e desenvolvimento com foco em melhorar as propriedades mecânicas, o ferro fundido nodular possui o carbono (nódulo de grafite) em forma esferoidal junto com cementita e outros se mantendo livres na matriz metálica. Este formato contribuiu para que a ductilidade do material se aproximasse daquela verificada no aço. A presença das esferas ou nódulos de grafita na microestrutura sustenta suas propriedades mecânicas e as características como dureza entre 140 a 300 HB, podendo chegar a 550 HB, sem o tratamento de austêmpera, com 3% a 20% de alongamento, o que o caracteriza como tendo ótima usinabilidade e taisautomotiva,aspeçasconsistemSuasdecustoapesarmelhorada,soldabilidadedomédiofabricação.aplicaçõesemparaindústriascomo
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Maleável
(PEREIRA, 2016; ZHANG et al, 2016; GUO et al 2018; UZU, 2019; GUSIK et al 2012; MA et al, 2016) Vermicular
(SHI, ZHENG, 2013; SILVA, 2015; ALMEIDA, 2014; PEREIRA, 2016; SARKAR, SUTRADHAR, 2017; PETRIC, 2019; ZHOU et al. 2019)
É utilizado na indústria auto motiva na fabricação de engre nagens, buchas, suspensão, freios, direção, virabrequins; tubos hidráulicos para esgoto, lamas e processos químicos e aplicações críticas como re cipientes para armazenamento e transporte de resíduos nucleares, entre outros.
Carbono 3,6<%C<3,8 C; Silício 2,1<%Si<2,5 e 4,4<%Mn<4,7 (anti-grafitizante). O material apresenta micro estrutura com 20% de grafita esferoidal, 80% de grafita vermicular e não inclui grafita lamelar.
Tabela 2 – Comparação entre propriedades mecânicas e estruturas metálicas. Fonte: autores (2020)
Devido à alta quantidade de cementita, o ferro apresenta dureza e elevada resistência ao desgaste, à tração, à compressão e à abrasão. Com dureza de 500 HB e baixa ductibilidade, com perfil duro e frágil, não pode ser usinado e nem soldado (em função da cementita)
(ZEEMANN, 2013; PEREIRA 2016; FRAGASSA, 2016)
(ZEEMANN 2013; SILVA, 2015; PEREIRA, 2016)
Carbono 2,5<%C<4,0 C; Silício 1,0<%Si<2,8 0,2<%Mn<1,0(anti-grafitizante)e
Propriedades Aplicações
Tipo mais utilizado na fundição em geral, para fabricação de blocos de motor, tambores de freio, pratos de embreagem, cilindros, forros, anéis de pistão, vários equipamentos agrícolas, entre outros compo nentes de máquinas, tais como buchas, polias, anéis, mesas e bases de máquinas; con trapesos; flanges; réguas-guia; tampões; mancais; acoplamen tos; cremalheiras roldanas; carretéis e fusos.
Autores Tipo de fundidoferro Microestrutura
O material possui resistência ao desgaste e à vibração, com boa compressão e frágilidade à tração. Possui resistência razoável à corrosão, é de difícil soldagem e possui baixo custo de fabricação. As características apresentadas são dureza entre 180 a 260 HB, com baixa ductilidade em função dos blocos de grafitas. Apresenta boa usinabilidade.
Sua aplicação está ligada à fabricação de ferro fundido maleável e à fabricação de equipamentos para a moagem de minérios, pás de escavadei ras e similares.
Com dureza entre 140 a 260 HB e ductibilidade entre 1% a 5% de alongamento, o material apre senta ótima usinabilidade quando comparado ao ferro fundido cinzento e possui custo médio de produção.
Carbono 2,2<%C<2,9 C; Silício 0,9<%Si<1,9 e (anti-grafitizante).0,15<%Mn<1,2
Dureza entre 180 a 260 HB e ductilidade de 1% a 20% de alongamento, o que confere ao material boa usinabilidade, apesar do custo alto de produção.
É utilizado na fabricação de tubulações hidráulicas, elétricas e pneumáticas.
Material com maior resistência ao desgaste, tenacidade e ductili dade. Possui um custo médio de aquisição, além da soldabilidade melhorada. Apresenta dureza entre 140 a 300 HB, podendo chegar a 550 sem o tratamento de austêmpera com ductibilidade de 3% a 20% de alongamento, o que lhe confere ótima usinabilidade.
Cinzento
(HARA et al, 2014; PEREIRA, 2016; D’AGOSTINO et al 2017; HANDAYANI, 2018). Nodular
É obtido a partir do ferro fundido branco submetido a tratamento térmico de maleabilização por descarbonetação ou grafitização.
Materiais
Carbono 3,4<%C<4,0 C; Silício 1,8<%Si<2,8 e com 0,1<%Mn<1,0 (anti-grafitizante)
Carbono 1,8<%C<3,6 C; Silício 0,5<%Si<1,9 e 0,25<%Mn<0,8 (anti-grafitizante)
Branco
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É utilizado em aplicações industriais automotivas na fab ricação de motores, cabeçotes, discos de freios e coletores de escapamentos.
Figura 8 – Micrografia do ferro fundido nodular: (a) Matriz ferrítica e (b) Matriz perlítica-ferrítica. Fonte: adaptada de Almeida, 2014(1)
HB, baixa ductilidade e alta resistência à abrasão, não pode ser usinado, mas tem suas aplicações voltadas para as indústrias de equipamentos para a moagem de minérios, pás de escavadeiras e similares, bem como na fabricação de ferro fundido maleável.
O ferro fundido nodular, com maior resistência ao desgaste, tenacida de e ductilidade, possui um custo médio de fabricação. Apresenta dureza entre 140 a 300 HB, podendo chegar a 550 HB sem o tratamento de austêmpera, com ductilidade de 3% a 20% de alongamento, o que o caracteriza como tendo ótima usi
O ferro fundido maleável, obtido a partir do ferro fundido branco quan do submetido ao tratamento térmico de maleabilização por descarboneta ção ou grafitização, tem alto custo de produção. Em contrapartida, suas propriedades mecânicas, com dureza entre 180 a 260 HB e ductilidade de 1% a 20% de alongamento, lhes con ferem bom perfil de usinabilidade. Suas aplicações baseiam-se nas fa bricações de tubulações hidráulicas, elétricas e pneumáticas.
Mesmo havendo diferenças entre as microestruturas e suas propriedades mecânicas, os materiais apresenta ram em comum suas aplicações em diversas finalidades e segmentos industriais. Por fim, vale destacar a importância da microestrutura em relação à usinabilidade dos materiais das diferentes classificações dos ferros fundidos, pois à medida que uma de suas composições é modifi cada alteram-se as microestruturas, determinando-se qual o tipo de ma terial será transformado e para quais aplicações eles serão utilizados.
nabilidade. É utilizado na indústria automotiva, na fabricação de tubos hidráulicos e processos químicos e aplicações críticas como recipientes para armazenamento e transporte de resíduos nucleares, entre outros. Conclui-se que na avaliação da mi croestrutura em relação à usinabili dade do ferro fundido, embora haja uma exceção para o ferro fundido branco, o qual não pode ser usinado, a microestrutura do ferro fundido cinzento e maleável se mostra boa boa para a usinabilidade, seguida por ótima para os ferros fundidos vermicular e nodular.
Para pesquisas futuras sugere-se a busca de artigos em outras bases com a inserção de outros termos descritores e operadores booleanos tais como “ferramentas de usinabi lidade”, “influência da temperatura na usinabilidade de ferro fundido” entre outros, e até a busca por um período maior de publicações.
que melhor correspondesse ao tema. Este portfólio contribuiu para a compreensão sobre as microestruturas dos ferros fundidos formadas pelas combinações dos elementos com alta concentração de carbono, superior a 1,8%, e a formação desta microestrutura do ferro fundido está relacionada a dois fatores: a composição química e distribuição do carbono e a taxa de resfriamento, promovendo a formação de cinco classes de materiais de ferro fundido: cinzento, branco, vermicular, maleável e nodular.
A análise de cada uma dessas classes, considerando uma escala de ruim, bom e ótima para avaliação da microestrutura em relação à usinabilidade, apresentou os seguintes resultados: o ferro fundido cinzento é o mais utilizado entre todos em razão de ser o mais fácil de ser fabricado e apresentar um baixo custo. Devido à grafita livre na sua microestrutura e às suas propriedades, tais como dureza entre 180 a 260 HB e baixa ductilidade, o metal possui boa usinabilidade com propriedades para amortecer vibrações. Suas aplicações principais estão na indústria de máquinas e equipamentos, automobilística, ferroviária e naval, entre outras. O ferro fundido branco, por apresentar alta concentração de cementita e propriedades mecânicas com dureza de 500
O ferro fundido vermicular, com dureza entre 140 a 260 HB e ductilidade entre 1% a 5% de alongamento, apresenta ótima usinabilidade quando comparado ao ferro fundido cinzento. É utilizado em aplicações industriais automotivas na fabricação de motores, cabeçotes de motor, discos de freios e coletores de escapamentos, entre outros.
Gráfico 5: Ferro fundido nodular. Fonte: autores (2020)
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34 Agosto/Setembro - 2022 Guia III Obs.: Os dados constantes deste guia foram fornecidos pelas próprias empresas que dele participam, de um total de 41 empresas pesquisadas. Fonte: Revista Máquinas e Metais, agosto/setembro de 2022.
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