Alunos: LEANDRO G. DE BARROS COSTAAlunos: LEANDRO G. DE BARROS COSTA
MARCEL ALMEIDA DALBONEMARCEL ALMEIDA DALBONE
MARCELO ARAUJO DE CARVALHOMARCELO ARAUJO DE CARVALHO
MATHEUS MOREIRA RIBEIROMATHEUS MOREIRA RIBEIRO
Roteiro de Apresentação
IntroduçãoIntrodução
Usinagem QuímicaUsinagem Químicacomo tudo começoucomo tudo começouPrincípio de funcionamentoPrincípio de funcionamentoEtapas do processoEtapas do processoVantagens e desvantagensVantagens e desvantagens
Roteiro de Apresentação
Usinagem EletroquímicaUsinagem EletroquímicaEletróliseEletrólisePrincípios básicos de funcionamentoPrincípios básicos de funcionamentoVisualizando a usinagem eletroquímicaVisualizando a usinagem eletroquímicaImportância do eletrólitoImportância do eletrólitoVantagens e desvantagensVantagens e desvantagens
ConclusãoConclusão
Introdução Estes dois processos baseiam-se em Estes dois processos baseiam-se em
princípios diferentes e mobilizam princípios diferentes e mobilizam diferentes formas de energia.diferentes formas de energia.
A usinagem química - dissolução em uma A usinagem química - dissolução em uma solução agressiva, ácida ou básica.solução agressiva, ácida ou básica.
A usinagem eletroquímica - remoção e A usinagem eletroquímica - remoção e transporte, átomo por átomo, do metal transporte, átomo por átomo, do metal usinado, mergulhado numa solução usinado, mergulhado numa solução eletrolítica.eletrolítica.
Introdução
A única energia utilizada na usinagem A única energia utilizada na usinagem química é libertada pela reação química química é libertada pela reação química da solução agressiva sobre o metalda solução agressiva sobre o metal
Na usinagem eletroquímica a energia é Na usinagem eletroquímica a energia é de natureza elétrica e provém de uma de natureza elétrica e provém de uma fonte externa.fonte externa.
Introdução
A usinagem química é mais lenta e dá A usinagem química é mais lenta e dá resultados mais exatos.resultados mais exatos.
A usinagem eletroquímica necessita de A usinagem eletroquímica necessita de ferramenta específica, semelhante a ferramenta específica, semelhante a uma ferramenta mecânica.uma ferramenta mecânica.
Usinagem Química
Os pioneiros na utilização da via Os pioneiros na utilização da via química para conformar metais foram os química para conformar metais foram os gravadores.gravadores.
Utilizam uma mistura de ácido nítrico e Utilizam uma mistura de ácido nítrico e água para desoxidar e gravar metais, água para desoxidar e gravar metais, conhecida como água-forte.conhecida como água-forte.
Usinagem Química A fim de obter as gravuras, o ácido era A fim de obter as gravuras, o ácido era
preparado para corroer as partes preparado para corroer as partes expostas da estampa, enquanto as expostas da estampa, enquanto as partes protegidas permaneciam em partes protegidas permaneciam em relevo.relevo.
Entretanto, por mais espetaculares que Entretanto, por mais espetaculares que sejam esses trabalhos artísticos, eles sejam esses trabalhos artísticos, eles não correspondem às exigências atuais não correspondem às exigências atuais de um trabalho de usinagem industrial.de um trabalho de usinagem industrial.
Usinagem Química
A usinagem requer a obtenção de A usinagem requer a obtenção de formas, arestas, dimensões e estados formas, arestas, dimensões e estados de superfície bem definidos. de superfície bem definidos.
A Química permite cercar estes A Química permite cercar estes parâmetros, com exatidão suficiente parâmetros, com exatidão suficiente para garantir o êxito das aplicações para garantir o êxito das aplicações industriais.industriais.
Usinagem Química
A indústria aeronáutica vem se A indústria aeronáutica vem se beneficiando dos procedimentos de beneficiando dos procedimentos de usinagem química para diminuir o peso usinagem química para diminuir o peso das aeronaves, eliminando das aeronaves, eliminando quimicamente os materiais quimicamente os materiais desnecessários de determinadas peças, desnecessários de determinadas peças, a fim de melhorar a relação a fim de melhorar a relação resistência/peso, sem prejuízo da sua resistência/peso, sem prejuízo da sua resistência mecânica.resistência mecânica.
Usinagem Química Aplica-se em alumínio, ferro, aços, aços Aplica-se em alumínio, ferro, aços, aços
inoxidáveis , titânio, tântalo etc.inoxidáveis , titânio, tântalo etc.
Produz peças precisas e delicadas de Produz peças precisas e delicadas de pequenas dimensões sem deformação do pequenas dimensões sem deformação do metal empregada em circuitos eletrônicosmetal empregada em circuitos eletrônicos
Confecção de materiais miniaturizados, Confecção de materiais miniaturizados, que devem ser produzidos em série.que devem ser produzidos em série.
Usinagem Química
Princípio de Funcionamento Consiste em submeter partes de peças Consiste em submeter partes de peças
metálicas à ação de uma solução metálicas à ação de uma solução agressiva. agressiva.
As outras partes devem ser protegidas As outras partes devem ser protegidas colocando-se uma “máscara” sobre a colocando-se uma “máscara” sobre a peça, feita de material insensível à peça, feita de material insensível à substância corrosiva, com as formas e substância corrosiva, com as formas e dimensões adequadas.dimensões adequadas.
Etapas do processo
Preparação da superfície do metalPreparação da superfície do metal
Confecção da máscara e revestimento Confecção da máscara e revestimento da peçada peça
Usinagem química propriamente ditaUsinagem química propriamente dita
LimpezaLimpeza
Preparação da superfície do metal A superfície coberta durante a A superfície coberta durante a
usinagem, deve ser cuidadosamente usinagem, deve ser cuidadosamente limpa e desengordurada.limpa e desengordurada.
Às vezes é necessário um leve ataque Às vezes é necessário um leve ataque corrosivo, o que proporciona uma boa corrosivo, o que proporciona uma boa aderência da máscara, durante a aderência da máscara, durante a usinagemusinagem
Confecção da máscara e revestimento da peça Materiais empregados na confecção de
máscaras: borracha, plásticos, resinas fotossensíveis, vernizes etc.
O importante é que resistam à solução utilizada, apresentem boa aderência à peça e possam ser recortados nas dimensões estabelecidas.
Confecção da máscara e revestimento da peça
As máscaras devem apresentar uma diferença dimensional em relação às cotas finais desejadas, pois a dissolução do metal não se faz rigorosamente na vertical.
.
Confecção da máscara e revestimento da peça
Variáveis para o calculo das dimensões da máscara
Espessura da peça de trabalhoTipo do metal a ser usinadoO ambiente em que é feito o trabalhoVelocidade de dissolução
.
Confecção da máscara e revestimento da peça
Formas de aplicação da mascara
MergulhoPincelSprayFitas adesivasEletrodeposiçãoSilk screen
.
Confecção da máscara e revestimento da peça
Um bom resultado na usinagem depende de uma mascara com uma camada homogênea, de espessura constante, sem rugas nem bolhas
As camadas devem ser suficientemente espessas e aderentes.
.
Confecção da máscara e revestimento da peça
.
Máscaras para vários materiais na Usinagem Química
Material da peça Material da Máscara
Alumínio e ligas Polímero, Neoprene, Borracha Butílica
Ligas de ferro Polímero, Cloreto de Polivinilo, Polietileno de Borracha Butílica
Níquel NeopreneMagnésio Polímero
Cobre e ligas PolímeroSilício Polímero
Titânio Polímero
Usinagem Química
Ocorre a dissolução do metal não protegido pela mascara.
O reagente é colocado em contato com o metal, e a dissolução se processa até ser atingido o equilíbrio químico.
Para que a solução não perca suas propriedades, ela deve ser constantemente renovada, por meio de dispositivos acoplados ao tanque de usinagem.
.
Usinagem Química Soluções causticas (para alumínio e aço)
e acidas (para níquel e cobre).
.
Limpeza da peça
Retirada da mascara
Escovamento mecânico da peça, seguido de um banho.
Para peças frágeis que não permite escovamento mecânico pode-se ocorrer utilização de ultra-sons
.
Tipos de usinagem química Chemical Milling (Fresagem química) :
Principalmente usado remoção seletiva ou geral de peças metálicas de superfícies relativamente grossa. Tem sido utilizado em metais com profundidades de remoção de 12 mm
Tipos de usinagem química Chemical Blanking: Semelhante a
estampagem de laminas metálicas. Neste processo, o metal é totalmente removido das áreas determinadas por ação química.
Materiais fino (0.005 mm) pode ser devidamente gravado
Alta precisão da ordem de mais ou menos 0,015 milímetros pode ser mantida
Alta taxa de produção podem ser atendidas por meio da técnica fotográfica automática
Tipos de usinagem química Photochemical (fotoquímica): É uma variação da usinagem
química. O material é retirado por meio de técnicas fotográficas. Processo de alta precisão e para peças muito finas
É feito um desenho com uma ampliação de 100x Negativo fotográfico é reduzido ao tamanho da peça acabada A peça em branco é revestida com material fotossensível (emulsão). Negativo é colocado sobre a peça revestida e exposta à luz ultra
violeta que endurece a área exposta. É dado um banho na peça para a retirada do material fotossensível
que não foi exposto a luz. A peça é imersas no reagente ou é pulverizada com o reagente que grava nas
partes não protegidas. O material da máscara (emulsão) é removido e a peça é cuidadosamente
lavada para remover todos os resíduos químicos
Vantagens da usinagem química Facilidade para reduzir o peso das peças Não há alteração das propriedades químicas Não tem tensões residuais na peça Tempo de produção de uma peça frágil é menor do que por
operações mecânica Operação de remoção simultânea de material Não há formação da rebarba Baixo custo do equipamento Fáceis e rápidas mudanças de projeto Exigência de trabalhadores menos qualificados Boa qualidade de superfície Taxas de sucata baixa (3%).
.
Desvantagens da usinagem química Difícil conseguir quina
Dificuldade de usinar materiais grossos (o limite depende de cada material, mas a espessura deve ser em torno de 10mm)
Os reagentes são muito perigosos para os trabalhadores
Os reagentes são muito caros
As questões ambientais
.
Desvantagens da usinagem química As questões ambientais pode ser o fator mais
importante para escolher se a usinagem química será usada ou não. A maioria dos produtos químicos, como soluções de limpeza, reagentes, líquidos e outros, são muito perigosos. Portanto o manuseio e descarte destes é muito caro.
A tendência das industrias que usam esses produtos químicos é de selecionar a usinagem mais adequada para o ambiente.
.
Conclusão
A usinagem química é amplamente utilizada para produzir peças complexas de máquinas para aplicações diversas, bem como peças decorativas.
A operação de usinagem deve ser feita com cuidado para que se produza uma geometria desejada.
Leis ambientais têm grande importância.
.
Usinagem eletroquimica
Basea-se na eletrolise.
Remocao de material obtida por dissolucao eletroquimica.
Utilizado na usinagem de materiais de alta dureza, alta resistencia e baixa usinabilidade.
Usinagem eletroquimica
Eletrolise: é o nome dado ao processo químico que ocorre quando uma corrente elétrica é passada entre dois condutores (anodo e catodo) mergulhada em uma solução líquida ( eletrolito).
Durante a eletrolise, os atomos do metal e transferido do anodo para o catodo.
Usinagem eletroquimica
Principio de funcionamento:A usinagem eletroquimica
Basea-se no principio da
Eletrolise, onde a peca e o
Anodo, a ferramenta o catodo,
Existe entre eles um eletrolito,
Geralmente uma solucao
Aquosa de cloreto de sodio
(NaCl).
Usinagem eletroquimica
Durante o processo de usinagem, a peca e a ferramenta sao submergidos no eletrolito, e conectados aos polos positivo e negativo de uma fonte de baixa tensao e alta corrente. Os atomos do metal sao removidos pela acao do eletrolito em funcao de reacoes eletroquimicas.
O eletrolito e bombeado de modo a formar um fluxo entre a ferramenta e a peca para remover os produtos de usinagem e para diminuir os efeitos indesejáveis, tais como aquelas que surgem com a geração catódica de gás e aquecimento elétrico.
Usinagem eletroquimica
Caracteristicas da usinagem eletroquimica:
•A taxa de usinagem de metais não depende da dureza do material
•Formas complexas podem ser usinadas em metais duros
•Não há desgaste da ferramenta
Usinagem eletroquimica
Os componentes da maquina: