Usinagem: o que é e como funciona em materiais plásticos?

Descubra tudo o que você precisa saber sobre a usinagem, desde a definição desse processo, até as principais dicas para a sua fábrica.

Presente em inúmeras indústrias, como automotiva, naval, aeroespacial, eletrônica e eletrodoméstica, a usinagem é um processo extremamente versátil e que pode ser utilizado em vários tipos de materiais. Inclusive, a grande maioria dos produtos industrializados, em alguma das suas fases de produção, passa por esse processo.

Para se ter uma ideia do quanto esse processo é importante para a manufatura, você sabia que 80% dos furos na indústria são feitos por meio da usinagem? Além disso, 100% dos processos de melhoria da qualidade superficial das peças são realizados com o mesmo método.

Mas será que na indústria de plásticos acontece o mesmo? Vamos falar sobre isso na sequência.

O que é usinagem?

Antes de mais nada, é importante tratar sobre o significado desse termo. A usinagem diz respeito a todo processo onde acontece a remoção do material, sob a forma de cavaco. O cavaco, por sua vez, é uma porção de material da peça, retirada por uma ferramenta.

Isso significa que a usinagem é um processo que permite que as peças tenham forma, dimensões ou até um acabamento superficial (ou a combinação de todos esses resultados).

A remoção do material acontece devido a interferência entre a ferramenta e a peça, sendo que a ferramenta é composta por um material mais duro e resistente, em comparação com a peça a ser moldada.

Vale ressaltar que atualmente, esse processo também passou a ser conhecido como usinagem de precisão. Isso se deve pois, enquanto antes os processos eram completamente manuais, hoje em dia são utilizadas máquinas de alta precisão. Inclusive, as máquinas chegam a ter uma precisão igual a 1 mícron, que corresponde a 0,001 milímetros.

Como funciona a usinagem?

Você já sabe que a usinagem acontece a partir da utilização de uma ferramenta na peça a ser produzida. Mas essas ferramentas podem oferecer diferentes resultados. A seguir vamos falar dos principais:

• Aplainamento: esse método deixa as superfícies planas, seja na posição horizontal, vertical ou inclinada.
• Torneamento: nesse processo, a peça se movimenta em torno do seu próprio eixo. Por essa razão, é muito utilizada em peças cilíndricas, por exemplo.
• Fresagem (fresamento): esse método é ideal para criação de engrenagens, estriados e coroa de comando. Afinal, os dentes, estriados e filetes são cortados de maneira progressiva, com uma série de cortes feitos por uma ferramenta conhecida como Caracol.
• Furação: como você já deve imaginar, esse tipo de usinagem consiste em abrir, alargar ou dar acabamento em peças com furos.
• Brochamento: esse método diz respeito à remoção do material da superfície da peça, de maneira progressiva.
• Eletroerosão: nesse caso, o desbaste não ocorre através do contato mecânico entre uma ferramenta e a peça, mas sim por descargas de capacitores elétricos.

Tipos de usinagem

Como você pôde perceber, a usinagem permite a realização de inúmeras mudanças na peça a ser trabalhada. Mas, o que talvez você não saiba, é que essas mudanças podem ser realizadas por diferentes processos de usinagem. A seguir, você vai conhecer algumas alternativas aos métodos tradicionais, que podem garantir maior precisão, menor geração de resíduos e menor consumo energético.

USINAGEM A LASER

Também conhecido como microusinagem com laser, esse é um processo térmico, que utiliza altas temperaturas. Dessa forma, ele permite a eliminação dos cavacos por meio da fusão e evaporação.

USINAGEM POR ULTRASSOM

A usinagem por ultrassom utiliza a vibração da ferramenta, em conjunto com um líquido abrasivo, para eliminar o sobremetal de peças e componentes. Esse processo é considerado procedimento de apoio a outras formas tradicionais, como furação e torneamento.

ROLLER BURNISHING

Também conhecido como polimento por rolo, o roller burnishing diz respeito à técnica que faz acabamento superficial. Ele utiliza rolos de aço endurecido e altamente polidos, que são colocados em contato com uma peça mais macia, garantindo o acabamento necessário.

USINAGEM POR JATO D’ÁGUA

Muito utilizado em corte de perfis em chapas, esse método diz respeito à aplicação de jatos de água com grande pressão sobre a peça a ser trabalhada, levando a uma alta resolução de corte.

Usinagem em materiais plásticos

Nos plásticos, a usinagem normalmente é feita quando o custo para obter determinado desenho na peça, não compensa em relação aos meios tradicionais de moldagem. Esse processo também é muito utilizado para corrigir pequenos defeitos que o produto final possa apresentar, devido a falhas de projeto no molde, dificuldade de acerto da máquina, entre outros fatores.

Mas, apesar de ser cada vez mais comum, a usinagem em polímeros demanda atenção. Afinal, os materiais se comportam de maneiras diferentes. Quer um exemplo? O PP é um plástico bastante flexível. E por ter um nível de elasticidade maior do que os metais, ele pode sofrer uma grande deflexão durante a usinagem, podendo até mesmo rasgar se receber uma carga concentrada, como a de uma broca.

Para evitar esse tipo de problema, é importante estar atento aos seguintes fatores:

• Propriedades físicas do material, principalmente o módulo de flexão e dureza;
• Propriedades térmicas do material, especialmente o coeficiente de expansão térmica, condutividade térmica e temperatura de transição vítrea;
• Efeitos de tensões no plástico, que inclui tanto os efeitos internos, provenientes da moldagem, quanto os externos, causados por processos posteriores.

Dicas de usinagem

• Para evitar distorções, certifique-se de que as peças termoplásticas estão muito bem presas e apoiadas durante a usinagem;
• Lembre-se de que as forças de corte devem ser as mínimas possíveis;
• A ferramenta de corte precisa estar polida e com folga entre ela e a peça, para evitar atrito excessivo e aumento de temperatura;
• Lembre-se de que os coeficientes de expansão térmica dos plásticos são relativamente altos. Isso significa que eles recuperam a elasticidade durante e após a usinagem. Sendo assim, roscas e furos podem acabar ficando com diâmetros menores do que as ferramentas;
• Os plásticos podem precisar de têmpera antes do acabamento, para evitar que as tensões internas da peça causem rachaduras ou deformações na superfície;
• Use ferramentas com alto poder de corte;
• Lembre-se que a expansão térmica pode levar à instabilidade dimensional;
• Para reduzir o acúmulo de calor, utilize fluídos de arrefecimento;
• Na maioria dos casos, é recomendada a alta velocidade da ferramenta e a lenta alimentação do material;

Quer saber mais?

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