Processo de usinagem não convencionais

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Eletroerosão

No setor metal mecânico, usinagem por eletroerosão é um método utilizado principalmente para a usinagem de metais pesados, em que seria inviável praticar os métodos tradicionais de usinagem com máquinas comuns. Uma limitação crítica, porém, é que o processo de usinagem por eletroerosão só trabalha com materiais que são eletricamente condutivos.

Existem dois principais métodos de eletroerosão: eletroerosão por penetração e usinagem por eletroerosão a fio. A principal diferença entre os dois envolve o eletrodo que é usado para executar a usinagem. Em uma típica aplicação de eletroerosão por penetração, um eletrodo de grafite é usinado com ferramentas tradicionais. A operação de usinagem completa é geralmente realizada ao mesmo tempo com um processo de submersão em um líquido fluido isolante, chamado de dielétrico, ou seja, não condutor de eletricidade. O líquido serve para as três seguintes finalidades: liberar material; serve como um refrigerante para minimizar a zona afetada pelo calor, evitando potenciais danos à peça e age como um condutor para a corrente passar entre o eletrodo e a peça. Uma vantagem a mais desse método é o uso de máquinas automatizadas de eletroerosão, criando um padrão rigoroso para a usinagem da peça.

No processo de usinagem por eletroerosão a fio, um fio muito fino serve como eletrodo e o processo, geralmente é realizado dentro da água. Fios de latão especiais são utilizados, sendo que eles são alimentados lentamente com as descargas elétricas. Ao observar o processo com uso de fio eletrodo sob um microscópio, verifica-se que o fio se realmente não toca o metal a ser cortado; as descargas elétricas removem pequenas quantidades de material e permitem que o fio seja removido através da peça. O caminho do fio para eletroerosão é geralmente controlado por um computador.

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Feixe de elétrons

A usinagem de feixe de elétrons é um termo na metalurgia, ou na industrial metal mecânica, que descreve um método no qual o calor concentrado a partir de um feixe de elétrons é utilizado para derreter o metal. O processo geralmente ocorre dentro de um vácuo, protegendo assim o metal da atmosfera exterior, diferentemente dos tradicionais processos de soldagem. Esta técnica é usada em uma variedade de aplicações, incluindo a solda, tratamento térmico e remoção de metais.

Se por um lado o método de usinagem com feixe de elétrons produz um acabamento mais liso na superfície do metal e os resultados são mais precisos do que em outros processos de usinagem, a necessidade de operadores especialmente treinados e as limitações inerentes do equipamento tornam a usinagem de feixe de elétrons inadequada para a maioria das indústrias. Este equipamento é usado principalmente na indústria eletrônica, que usa a tecnologia de circuitos das unidades de microprocessadores e tecnologia miniaturizada.

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Laser

A usinagem a laser apresenta várias vantagens a principal delas é a precisão, por este motivo é largamente utilizada na fabricação de formas complexas e se apresenta como uma opção muito superior quando comparada às tradicionais técnicas de usinagem.

Através da usinagem a laser, pequenas mudanças no projeto das peças, que comprometem toda a linha de produção, podem ser realizadas em poucos minutos devido a fácil e rápida programação do processo.

Moldes para injeção de plástico ou carimbos e clichês, podem ser gravados com o laser, resultando em produtos com melhor definição, prontos para serem utilizados pela indústria.

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Plasma

O Processo de Corte Plasma foi desenvolvido desde os anos 50 para cortar metais condutores, principalmente o aço inoxidável e o alumínio. Hoje é o processo com maior crescimento na indústria, nas instalações industriais e nas oficinas em geral como excelente ferramenta para o corte de metais, em virtude da velocidade e precisão do corte.

Os três estados da matéria são sólido, líquido e gasoso. Para a substância mais conhecida, a água, temos o gelo, água e vapor. Se adicionarmos energia em forma de calor ao sólido (gelo), teremos a mudança de estado para o líquido (água) e se mais calor for adicionado teremos o gás (vapor). Quando uma quantidade substancial de calor for adicionado ao gás, este se transforma em plasma.

Plasma é um gás eletricamente condutor. A ionização dos gases gera a criação de elétrons livres e de íons positivos junto com os átomos de gás. Quando isso ocorre, o gás torna-se elétricamente condutor, com a característica de transportar corrente, tornando-se assim o plasma. Um exemplo de plasma, como aparece na natureza é o relâmpago. Como a tocha plasma, o relâmpago conduz eletricidade de um lugar a outro. No relâmpago, os gases do ar são gases ionizados.

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Ultrassom

Na usinagem por ultrasom, uma ferramenta é posta para vibrar sobre uma peça mergulhada em um meio líquido com pó abrasivo em suspensão, numa freqüência que pode variar de 20 kHz a 100 kHz. O “martelamento” produzido pelas vibrações é capaz de erodir o material, formando uma cavidade com a forma negativa da ferramenta. Não há contato entre a ferramenta e a peça. A usinagem é feita pelos grãos finos e duros do material abrasivo, que atacam a superfície da peça. A ferramenta não precisa ser muito dura, podendo ser feita de material fácil de usinar, uma vez que não entra em contato com a peça. Uma variação desse processo de usinagem é obtida com o uso de uma ferramenta rotativa, que aumenta a capacidade de remoção do material erodido. Quando conjugado com uma mesa do tipo CNC, o equipamento com ferramenta rotativa possibilita a obtenção de figuras complexas, por contorneamento. O processo de usinagem por ultra-som aproveita a energia de vibração mecânica, comunicada aos grãos de abrasivo, que vibram na mesma direção do sonotrodo. O sonotrodo é constituído por uma barra metálica, na qual se ativam as vibrações ultra-sonoras, no sentido do seu eixo. Na ponta do sonotrodo é fixada a ferramenta, com a forma inversa da que se deseja dar à peça a ser usinada. Devido às altas freqüências de trabalho, o sonotrodo deve possuir alta resistência à fadiga. O material de maior utilização atualmente tem sido o titânio.