Otimização do processo de usinagem de componentes de alumina a verde e parcialmente sinterizados em fresadora CNC

Abstract

O processo de usinagem de cerâmicas sinterizadas é uma etapa lenta e onerosa na confecção de peças com geometrias complexas, devido à alta dureza e resistência ao desgaste do material. Uma alternativa que vem sendo cada vez mais empregada para a confecção de peças com geometria complexa é a usinagem dos corpos no estado a verde ou parcialmente sinterizados. O processo de usinagem destas peças sofre forte interferência das características do material (como resistência mecânica, dureza, densidade aparente), das características da ferramenta de usinagem (material, geometria da ponta, granulometria) e parâmetros de operação da máquina (como avanço, rotação e profundidade de corte, lubrificação). Neste trabalho estudou-se a as condições de usinagem de peças de alumina prensadas isostaticamente, a verde ou parcialmente sinterizadas (1000 a 1200 °C), empregando-se uma fresadora CNC simples e de baixo custo. Parâmetros como rotação, geometria e granulometria de ferramenta, taxa de avanço, profundidade de corte e lubrificação foram variados empregando-se o método de Taguchi de modo a reduzir o número de experimentos. A qualidade da usinagem e a influência dos parâmetros estudados foram avaliados pela rugosidade da superfície usinada e pela integridade de suas bordas. Verificou-se, como era de se esperar, o benefício da refrigeração no desgaste da ferramenta e também no acabamento da superfície verde e sinterizada. Foi possível chegar a um conjunto de condições relacionadas às características dos corpos cerâmicos e aos parâmetros de usinagem que permitiram obter superfícies com baixa rugosidade (Ra <0,7 μm), livres de trincas e sem lascamento das bordas.