Com o objetivo de otimizar as ferramentas de corte para que tenham um desempenho adequado sem perderem propriedades, um grupo de investigadores da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) está a desenvolver um sistema de refrigeração interna inovador, baseado no sistema de arrefecimento dos catos.
A inovação está a ser desenvolvida no âmbito de um projeto em copromoção da Agência de Inovação designado “3DCompCer – Manufatura Aditiva de Compósitos de base Cerâmica para componentes Mecânicos”, financiado com quase um milhão de euros.
As operações de maquinação exigem a utilização de ferramentas com elevada dureza, em particular a temperaturas elevadas (existente no contacto da apara com a ferramenta), boa resistência ao desgaste, estabilidade química e resistência à oxidação. Os compósitos cerâmicos cumprem esses requisitos e, desta forma, são os materiais selecionados para estas aplicações.
No entanto, começa por explicar Teresa Vieira, professora catedrática do Departamento de Engenharia Mecânica da FCTUC, «com o passar dos tempos os materiais a maquinar alteraram-se e as condições de corte tornaram-se cada vez mais desafiantes, levando os sistemas de arrefecimento externo a ficarem inoperacionais». Assim, prossegue, «obrigaram à necessidade de criar novos sistemas de arrefecimento interno eficazes, mas tal só é possível através da fabricação aditiva, em que as geometrias não têm “limite operacional”».
De acordo com a também investigadora do Centro Engenharia Mecânica, Materiais e Processos (CEMMPRE), «o desenvolvimento de novas ferramentas diferenciadas das existentes apresenta a possibilidade de alargar o campo de aplicação das ferramentas de maquinagem de base cerâmica, possibilitando condições de trabalho mais exigentes e tempos de vida útil superiores. Paralelamente, a otimização da geometria das ferramentas, através da introdução de novos sistemas de canais internos de refrigeração, permitirá reduzir significativamente o peso das ferramentas e concomitantemente diminuir o consumo de matérias-primas normalmente de custo elevado, como o carboneto de tungsténio e carbonitreto de titânio», considera.
A aplicação de técnicas de fabrico aditivo, isto é, impressão 3D, pode permitir o processamento de geometrias complexas, ferramentas de corte com canais internos de refrigeração. Sendo que «a otimização deste processo em materiais de base cerâmica para aplicação em ferramentas de maquinação é inovadora e disruptiva, trazendo benefícios ao nível do desempenho das ferramentas, redução de material e celeridade no processamento, tudo de grande importância para uma indústria sustentável», observa Teresa Vieira.
«O aumento de desempenho, a funcionalidade e o tempo de vida das ferramentas é de extrema importância para toda a indústria metalomecânica onde o corte é essencial para o fabrico de componentes/sistemas para todas as indústrias, destacando-se as associadas à mobilidade e a bens comuns», conclui.
No projeto 3DCompCer, liderado pela empresa Palbit, fornecedora mundial de ferramentas de corte de alta qualidade, as instituições envolvidas são a Universidade de Coimbra (UC) e a Universidade de Aveiro (UA).
