Atuais tendências de utilização

Tem-se dado grande ênfase à tecnologia de refrigeração/lubrificação que diminua o impacto ambiental dos fluidos de corte, isto devido à necessidade de conformidade com a norma ISO 14000. Atualmente, existe uma tendência mundial, principalmente na Europa, de reduzir a utilização de óleos integrais, devido ao elevado custo, mas principalmente pelos riscos à saúde do operador e ao meio ambiente. Segundo Queiroz et al (1999), no Brasil, os riscos associados à utilização dos fluidos de corte não são abordados por uma legislação própria, que exija o controle dos riscos no local de trabalho e no meio ambiente.

Este conjunto de situações torna cada vez mais desejável o uso de sistemas de refrigeração na produção. Algumas alternativas têm sido estudadas para substituir os métodos tradicionais de refrigeração, tais como, mínima quantidade de lubrificantes, usinagem a seco, utilização de fluidos ambientalmente amigos (ar, fluido polimérico, fluido biodegradável, etc.). Porém ao abrir mão do uso de fluido de corte, o processo de retificação é prejudicado. Com a falta de lubrificação, a camada de separação entre a ferramenta e o material não será mais suficiente garantida e o atrito aumentará. Uma conseqüência para a ferramenta será o aumento do desgaste abrasivo e de adesão de cavacos, formando arestas postiças. A falta de auxílio para remoção dos cavacos torna-se mais críticos para processos fechados, como a furação.

Usinagem a seco

A usinagem a seco necessita de novas soluções no sistema ferramenta-máquina- peça-processo. No caso de ferramentas, os revestimentos desempenham um papel central, junto com outros materiais e geometrias. Por outro lado, como a distribuição de calor é afetada, deve-se pensar em uma concepção mais adequada para a máquina-ferramenta.

Em alguns casos, inclusive, a usinagem a seco deve ser pensada já na fase de desenvolvimento dos materiais a serem usinados. Outro ponto a ser levado em conta refere-se às modificações dos parâmetros do processo (Novaski e Dörr, 1999).

Sreejith e Ngoi (2000) sugeriram algumas opções de ferramentas que fornecem bons resultados em operação de usinagem a seco:

1. O uso de altos ângulos de saída positivos em ferramentas de cermet submicron reduz a energia de corte global significativamente.

2. O desenvolvimento de materiais refratários para as ferramentas que possam resistir a altas temperaturas.

3. O uso de ferramentas de alta dureza tais como diamante e CBN.

4. O desenvolvimento de revestimentos nas ferramentas que possam resistir a altas temperaturas e ao mesmo tempo prover um efeito lubrificante para reduzir o atrito.

A máquina para trabalhar com usinagem a seco deve ter um sistema eficiente de transporte dos cavacos e devem ter um sistema antiatrito eficiente. Também deve-se considerar os parâmetros de usinagem, os quais devem ser escolhidos de maneira a obter tempos de corte não muito mais elevados comparativamente à usinagem com fluidos. Mínima Quantidade de Lubrificante

Na última década, diversas pesquisas foram realizadas com o objetivo de restringir ao máximo o uso de fluidos de corte nos processos de usinagem. Os principais fatores que justificaram esse procedimento são custos operacionais de produção, exigências legais de conservação do meio ambiente e a preservação da saúde do operador.

Uma técnica muito estudada nos dias atuais é o corte com mínima quantidade de lubrificante (MQL), onde uma quantidade mínima de óleo (geralmente < 80 ml/h) é pulverizada em um fluxo de ar comprimido. Em alguns casos, esta quantidade pode ser ultrapassada, dependendo do volume de cavaco e do processo de usinagem. Estas mínimas quantidades de óleos são suficientes para reduzir o atrito da ferramenta e ainda evitar aderências de materiais (Dörr e Sahm, 2000).

Porém está técnica possui vantagens e desvantagens em relação à usinagem com fluido abundante, as vantagens são: redução do volume de descarte, produção de peças e cavacos mais limpos, redução de custos de processamento, limpeza e acondicionamento. Contudo, possui desvantagens como a névoa de óleo gerada durante o uso da mínima quantidade de lubrificante na usinagem pode ser considerada subproduto indesejável, pois contribui para aumentar o índice de poluentes em suspensão do ar e torna-se fator de preocupação. Embora o uso de quantidade mínima de fluido não exija preocupação com o descarte e reciclagem do óleo e do cavaco, é necessário que se tenha um bom sistema de exaustão na máquina. Também com a utilização da MQL tem-se em alguns processos um maior desgaste da ferramenta (Machado et al, 2000).

Silva et al (2005) realizaram testes de MQL em retificação plana e observaram

que os valores de Ra, do desgaste de flanco e do desgaste diametral do rebolo foram

reduzidos significativamente com o emprego da técnica de MQL comprovando excelente propriedade de lubricidade. A técnica MQL reduziu a força tangencial de corte quando da comparação com a condição convencional.

Fluidos amigos do ambiente

O abandono total dos fluidos de corte, dependendo da operação, não é a melhor saída, pois acarretará perdas ao processo. Uma alternativa é trabalhar com novos fluidos de corte, os quais provoquem menor impacto ambiental. Segundo Heisel e Lutz (1998) estes fluidos para serem considerados compatíveis devem possuir os seguintes requisitos:

- Devem ser produzidos a partir de matérias primas regenerativas, principalmente as nativas. Devem ser poupados recursos valiosos.

- Devem ser seguro fisiologicamente. Não deve apresentar efeito tóxico, carcinogênico e nenhum dano à saúde.

- Devem ser compatíveis ecologicamente.

- Após o seu uso, os resíduos de fluidos de corte devem ser facilmente biodegradáveis e não devem, ao mesmo tempo, gerar quaisquer produtos de degradação nocivos.

- Devem distinguir-se pelas possibilidades de reciclagem simples e, portanto, não causar problemas de descarte.

Li et al (2000) propuseram um novo conceito em fluido de corte. Trata-se de um tipo de fluido não combustível onde a água, o glicol e base polimérica são os maiores componentes e o óleo mineral é totalmente excluído. Os resultados encontrados por estes autores nos testes de corte em que tais fluidos foram comparados com os insolúveis comerciais, mostraram grande melhoria do ponto de vista da lubrificação e prevenção na formação de névoa.

Rodrigues de Paula e Abrão (1999) realizaram testes para avaliar o desempenho de um novo fluido de corte a base de óleo de mamona, durante o torneamento do aço com ferramenta de metal duro. Comparado com outros fluidos comerciais (emulsões), o fluido a base de óleo de mamona apresentou resultados ligeiramente superiores no acabamento superficial, e se mostrou eficiente na redução da temperatura da ferramenta.