mÉtodos nÃo convencionais de usinagem.pptx

8/13/2019 MTODOS NO CONVENCIONAIS DE USINAGEM.pptx

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MTODOS NOCONVENCIONAIS DE

USINAGEMUSINAGEM QUMICA

kleber camilo & Arthur abreu


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Usinagem Qumica


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O que ?

A usinagem qumica baseia-se no ataquequmico de metais para remover pequenasquantidades de metal da superfcie utilizandoreagentes como cidos e solues alcalinas.


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Usinagem Qumica: Histria

A qumica rudimentar no processo de gravao usava o cido ctrico hmilhares de anos.

Os pioneiros na utilizao da via qumica para conformar metais foram osgravadores;

Os artistas usavam at hoje, uma mistura chamada de gua-forte (cidontrico e gua);

Eles protegiam o local a ficar em relevo com mscaras, enquanto asexpostas eram corrodas pela soluo;

Eles foram os predecessores desse mtodo, porm em larga escala, omecanismo qumico ganhou robustez para atender aos requisitos deescala industrial;

H mais de 40 anos a indstria aeronutica vem se beneficiando dessemeio;


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Usinagem Qumica

Dos mtodos no convencionais de usinagem, a qumica a mais antiga; Utilizado para marcao de metais e pedras, recentemente utilizado na

fabricao de placas de circuitos impressos e chips de microprocessadores;

Exs.: Stencils, placas, chapas de impresso, placas de circuito impresso,matriz de estamparia, sinais, jias, discos de freio e placas de clula decombustvel.

Eletrnica, aeroespacial, mdica, automotiva, assim como todas as indstriaeditoriais comumente utilizam este processo na produo de peas de meta

Na usinagem qumica, cavidades rasas podem ser produzidas em placas,chapas, forjados e extrudadas;

A profundidade de cavidade pode chegar at 12 mm;

O ataque seletivo e controlado por camadas de material, denominadasmscaras ou por imerso parcial no reagente.


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Usinagem Qumica

Ferro

PRINCIPAIS

MATERIAIS

TitnioAlumni

o

Aosinoxidvei

sTntalo

aos


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Usinagem Qumica: Objetivos

Reduzir o peso de certa pea, eliminando quimicamente os materiaisdesnecessrios, a fim de melhorar a relao resistncia/peso, semprejudicar a sua resistncia mecnica;

Proporcionar peas sem rebarbas, sem deformao e estruturalmententegras.

Reduzir o tempo de produo de uma pea frgil, de formas complexas,com tolerncias apertadas (tempo muito menor por usinagem qumicaque por meio mecnico).


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Usinagem Qumica: Aplicaes

Aeronutica: Bastante utilizada, pois ajudam na reduo do peso das aeronaves mantendo

as caractersticas do material usinado;

A Embraer aplicou pela primeira vez a usinagem qumica na construo doEMB-121 Xingu, primeiro avio pressurizado desenvolvido pela companhia. Oprocesso foi repassado pela Sikorsky Aircraft, conhecida fabricante dehelicpteros norte-americana;

A empresa faz uso do mtodo desde 1960.


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Usinagem Qumica: Aplicaes

OUTRAS APLICAES Industrias mdicasCriao de implantes, micro-implantes.

Industria eletrnica Produo de chips, processadores emicroprocessadores;

AutomobilsticaProduo de discos de freio, placas de clulas de

combustvel; Mercado de luxo Confeco de joias;

Estampas diversas, entalhes .


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Processo


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Processo

O processo de usinagem qumica bastante simples, porm a

variveis do processo podem ser controladas de maneira a se obtere

tolerncias dimensionais, rugosidade e caractersticas qumicas d

material ps ataque ideais.

Durante esta apresentao usaremos como exemplo o ataque duma placa de fenolite recoberta em cobre utilizada para a fabricao d

circuitos impressos, muito comum na indstria de eletrnicos.


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3. Processo

Placa de fenolite para circuitos impressos


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Etapas do processo

A usinagem qumica consiste de quatro etapas bsicas:

1. Preparao da superfcie do metal

2. Confeco da mscara e revestimento da

pea

3. Usinagem qumica propriamente dita

4. Limpeza


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Preparao da superfcie do material.


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Preparao da superfcie

A superfcie do metal, que ficar coberta

durante a usinagem, deve ser limpa e

desengordurada.

s vezes, necessrio submet-la a um leve

ataque corrosivo, melhorando a aderncia da

mscara.

Depois de limpo, o metal deve ser protegido

da poeira e manipulado o mnimo possvel,

de preferncia com luvas.

Limpeza do material com lcool isoprop


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Tambm est includa na fase de preparao do material a el

eventuais tenses residuais, que podem ser prejudiciais ao proce

Em alguns casos a pea pode ser aquecida antes de receber

melhorando a adeso.

Preparao da superfcie


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Confeco da mscara e

revestimento da pea


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Confeco da mscara e revestimentoda pea

De todas as etapas da usinagem

qumica, esta a que possui o maior

nmero de variveis e a de maior

importncia para a qualidade do

trabalho.

A mscara ser a responsvel por

proteger as partes que no sero

atacadas, ou seja, uma boa mscara

garante pequenas tolerncias e bons

estados de superfcie para o produto

Mscara confeccionada atravs de software


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Existem algumas formas de se confeccionar a mscara:

Borracha, silicone ou polmeros recortados

Impresses em papel especial

Confeco de gabaritos em ao e aplicao de resinas ou vernizes

Processos fotoqumicos

importante que a mscara seja resistente ao meio corrosivo, aderente a

que sua remoo seja possvel.


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Impresso em papis

especiais

No caso de placas de

circuito impresso, as mscaras

so desenhadas em softwareCAD, o negativo gerado e

impresso em papel especial. A

tinta repassada placa por

aquecimento.Kicad Software para o modelamento de circuito


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Mscara impressa em papel Glossy e aplicao na placa de fenolite


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Gabaritos

Gabaritos so geralmente

confeccionados em aos laminados.

Estes so colocados sobre o material a

ser usinado e ento passado um verniz

ou resina, que ser a mscara.

Exemplo de gabarito


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Processos fotoqumicos:

De todas as opes, as mscaras feitas

por este mtodo so as que conferem

maior confiabilidade dimensional ao

processo.

Consiste na utilizao de uma tinta

especial (resina fotossensvel) sobre a

superfcie que em seguida ser

submetida ao de raios ultra violeta.

Mscara fotoqumica


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Cabe ressaltar que, em qualquer que seja o mtodo de

adotado, a mscara deve ter dimenses diferentes das esperada

Estas diferenas dimensionais so calculadas de acordo com

o meio corrosivo e as dimenses a serem corrodas, o que resuvelocidade de corroso especfica.


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Usinagem qumica


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Usinagem qumica

Depois da superfcie devidamente preparada o material levadcorrosivo.

A soluo corrosiva depende do material: Para Aos e Alumnio deve

para Cobre e Nquel, cida.

A soluo deve ser levada a uma temperatura ideal de reao.

Durante a imerso, podem ser realizados movimentos relativos par

processo.

Aps certo tempo de servio a soluo perde a eficincia, d

substituda.


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Usinagem qumica

Tabela de solues de ataque para os materiais mais comuns com sua respectiva taxa de pe

Fonte: Fundamentals of modern manufacturing


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Usinagem qumica

Representao esquemtica do processo de corroso


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Limpeza da pea


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Limpeza da pea

Depois do ataque qumico, o solvente

deve ser neutralizado, por exemplo,

com um banho em gua.

Em seguida ocorre a remoo da

mscara, utilizando um processo

adequado.


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Limpeza da pea

Na usinagem de placas de circuito

impresso a neutralizao do

Percloreto de Ferro feita com gua

corrente. Neste caso a mscara foi

removida com acetona.

Em alguns casos a mscara pode ser

removida por abraso, ou no caso de

peas frgeis, por ultrassom.


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Produtos finais


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Prs e contras do processo de

Usinagem Qumica


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Prs e contras do processo deUsinagem Qumica.

Prs

Usinagem de perfis complexos com tempo menor do que em p

convencionais.

Baixo custo e pouca complexidade.

Bons nmeros de Rugosidade (e 0,8 a 6,3 um) e baixas to

dimensionais (entre 0,025 e 0,1 mm)

No h a alterao nas caractersticas qumicas e estruturais.


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Prs

No caso de mscaras fotossensveis, pode ser realizada a ampli

reduo do modelo com alta confiabilidade.

No h rebarbas como em processos de estampagem.

Baixo ndice de sucata (aproximadamente 3%)


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Contras

Espessuras de usinagem limitadas (cerca de 12mm)

Difcil obteno de arestas vivas

Risco de contaminao.

Em alguns casos a usinagem qumica causa problemas comointergranular

que diminui a qualidade da superfcie.

Questes ambientais



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Bibliografia

http://www.mecanicaindustrial.com.br/

PMR-EPUSP - Processos de Fabricao - Mdulo I: Processos d

Fabricao - Prof. Dr. Gilmar Ferreira Batalha / Prof. Dr. Joo Pau

Pereira Marcicano

http://www.aereo.jor.br/2012/08/01/o-que-poucos-sabem-sobre-a-embrae4/

http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/

Groover, M. P., Fundamentals of Modern Manufacturing, Prentice Ha

1996

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