A usinagem CNC de ligas de alumínio é um processo de fabricação amplamente utilizado devido às excelentes propriedades das ligas de alumínio, como alta relação resistência-peso, boa resistência à corrosão e alta condutividade térmica. Quando se trata de usinagem CNC de ligas de alumínio, uma das principais decisões é usar condições de usinagem a seco ou úmida. Como fornecedor de ligas de alumínio para usinagem CNC, tenho vasta experiência em ambos os métodos e gostaria de compartilhar as diferenças entre eles.
1. Temperatura de corte
Na usinagem CNC a seco de ligas de alumínio, o calor gerado durante o processo de corte é dissipado principalmente através da peça, dos cavacos e da ferramenta de corte. Como não há refrigerante para dissipar o calor, a temperatura de corte pode aumentar significativamente. Altas temperaturas de corte podem causar vários problemas. Em primeiro lugar, pode causar expansão térmica da peça, o que afeta a precisão dimensional da peça usinada. Por exemplo, se a temperatura de uma peça de liga de alumínio aumentar durante a usinagem, seu tamanho poderá mudar, resultando em peças que não atendem às tolerâncias exigidas.
Em segundo lugar, as altas temperaturas também podem acelerar o desgaste da ferramenta. A aresta de corte da ferramenta fica mais macia em altas temperaturas, tornando-a mais sujeita a abrasão e lascamento. Isto reduz a vida útil da ferramenta e aumenta o custo de substituição da ferramenta.
Por outro lado, a usinagem úmida, que envolve o uso de refrigerantes, reduz efetivamente a temperatura de corte. Os refrigerantes absorvem e transportam uma grande quantidade de calor gerado durante o processo de corte. Ao manter uma temperatura de corte mais baixa, a expansão térmica da peça é minimizada, garantindo melhor precisão dimensional. Além disso, a temperatura reduzida ajuda a preservar a dureza da ferramenta de corte, prolongando a sua vida útil. Por exemplo, em um projeto de usinagem de longo prazo, o uso de refrigeração pode dobrar ou até triplicar a vida útil da ferramenta em comparação com a usinagem a seco.
2. Formação e Evacuação de Chips
A formação de cavacos é outra área onde a diferença entre a usinagem CNC a seco e a úmido de ligas de alumínio é significativa. Na usinagem a seco, a falta de refrigeração pode fazer com que os cavacos adiram à ferramenta de corte e à peça. As ligas de alumínio têm tendência a formar arestas postiças (BUE) na ferramenta de corte. Uma aresta postiça é uma massa de material que adere à aresta de corte, podendo alterar a geometria da ferramenta e afetar o acabamento superficial da peça usinada.
Além disso, os cavacos na usinagem a seco podem ser mais difíceis de evacuar da área de corte. A alta temperatura pode fazer com que os cavacos fiquem pegajosos e emaranhados, levando ao entupimento dos cavacos. Isso pode atrapalhar o processo de usinagem, causar danos à superfície da peça e até mesmo quebrar a ferramenta de corte.
Na usinagem úmida, os refrigerantes desempenham um papel crucial na formação e evacuação dos cavacos. O refrigerante atua como lubrificante, reduzindo o atrito entre a ferramenta de corte e a peça de trabalho. Isto ajuda a evitar a formação de arestas postiças e garante um processo de corte mais estável. Além disso, o fluxo do líquido refrigerante afasta os cavacos da área de corte, evitando o entupimento dos cavacos. Os cavacos na usinagem úmida são geralmente mais consistentes em formato e tamanho e são mais fáceis de coletar e descartar.
3. Acabamento de superfície
O acabamento superficial das peças usinadas em liga de alumínio é altamente influenciado pelas condições de usinagem. Na usinagem CNC a seco, a alta temperatura de corte e a presença de arestas postiças podem resultar em um acabamento superficial rugoso. As arestas postiças podem deixar marcas irregulares na superfície usinada, e a expansão e contração térmica da peça também podem causar defeitos superficiais.
Em contraste, a usinagem úmida geralmente produz um melhor acabamento superficial. O refrigerante reduz o atrito e o calor, evitando a formação de arestas postiças. O fluxo suave do líquido refrigerante também ajuda a remover quaisquer detritos que possam arranhar a superfície da peça de trabalho. Como resultado, as peças usinadas têm uma superfície mais lisa, o que muitas vezes é necessário para aplicações onde a estética ou o baixo atrito são importantes, como em componentes automotivos e aeroespaciais.
4. Impacto Ambiental
A usinagem a seco é considerada mais ecologicamente correta em alguns aspectos. Como não utiliza refrigerantes, não há necessidade de lidar com o descarte de resíduos de refrigerantes, o que pode ser uma preocupação ambiental significativa. Os refrigerantes geralmente contêm produtos químicos que podem ser prejudiciais ao meio ambiente se não forem tratados adequadamente.
No entanto, a usinagem a seco também tem suas próprias desvantagens ambientais. As altas temperaturas de corte podem gerar mais poeira e fumaça, o que pode ser prejudicial à saúde dos trabalhadores. Essas poeiras e vapores podem conter partículas de alumínio e outros contaminantes.
A usinagem úmida, embora tenha o problema de descarte do líquido refrigerante, pode reduzir a quantidade de poeira e fumaça gerada durante o processo de usinagem. O líquido refrigerante pode capturar e suprimir a poeira, melhorando o ambiente de trabalho dos operadores.
5. Considerações sobre custos
O custo da usinagem CNC de ligas de alumínio é afetado pelas condições de usinagem a seco e a úmido. Na usinagem a seco, o principal fator de custo é o desgaste da ferramenta. Conforme mencionado anteriormente, a alta temperatura de corte na usinagem a seco leva a um desgaste mais rápido da ferramenta, o que significa substituições de ferramentas mais frequentes. Isso pode aumentar o custo geral de usinagem, especialmente para produção em larga escala.
Na usinagem úmida, existem custos adicionais associados à refrigeração. A compra, armazenamento e descarte de refrigerante aumentam o custo de produção. No entanto, a vida útil prolongada da ferramenta e o melhor acabamento superficial alcançado na usinagem úmida podem compensar alguns desses custos. Para produção de alta precisão e alto volume, os benefícios da usinagem úmida em termos de vida útil da ferramenta e qualidade da peça podem superar os custos adicionais relacionados à refrigeração.
Nossos serviços
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Referências
- Astakhov, vice-presidente (2010). Teoria e prática de corte de metal. Imprensa CRC.
- Trent, EM e Wright, PK (2000). Corte de metais. Butterworth-Heinemann.
- Stephenson, DA e Agapiou, JS (2006). Corte de metal: teoria e aplicação. Imprensa CRC.