A contribuição acadêmica no contexto da otimização bi-objetivo do processo de fresamento de topo, sobretudo em relação ao conjunto de ferramentas de análise empregado para esta finalidade, a presente pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de propor um novo método para identificar, média e variância, para as variáveis de controle e ruídos. Foi realizada também uma análise criteriosa dos trabalhos da literatura, porém não foi encontrado o método NBI, aplicado ao processo de fresamento de topo, otimizando respostas separadamente, ficando constatada a existência de um campo para potenciais contribuições. De acordo com a identificação dos pesos ótimos, juntamente com a complexidade observada, quando a otimização é para casos bi-objetivos, se mostram significativamente como, elementos motivacionais para a realização desta pesquisa. Dessa forma, foi realizado, desenvolvido e aplicado um método de otimização bi-objetivo para problema de Interseção Normal à Fronteira juntamente com Projeto Robusto de Parâmetros, que proporcionou a geração de uma fronteira equiespaçadas de Pareto, em uma configuração de arranjo combinado, buscando a melhor qualidade da superfície. Para a otimização do processo de fresamento de topo do aço ABNT 1045 foi utilizada ferramenta de metal duro revestida com TIN. Sendo assim, levando-se em consideração todas as discussões apresentadas nos capítulos
anteriores, principalmente para os resultados observados com a aplicação prática do método NBI-PRP, conclui-se que o Método foi desenvolvido e aplicado com êxito, uma vez que os pesos ótimos obtidos com o w1 e w2 resultaram em uma condição ótima para a o fresamento.
Com isso foi alcançado à característica da qualidade com a menor variabilidade. Diante deste problema, foi realizada nesta pesquisa um processo experimental de fresamento, realizado por um arranjo combinado que teve influência do fator ruído.
Assim a partir dos objetivos enumerados no Capítulo 1, podem ser estabelecidas as seguintes conclusões:
1. A análise das interações entre os parâmetros se mostrou como um elemento importante para o controle do processo, evidenciando que a ação conjunta de parâmetros com pouca influência sobre uma dada resposta pode conduzir efeitos significativos, portanto, essa análise não pode ser descuidada;
2. Em relação à estratégia de ponderação para os modelos das respostas e com interações entre os fatores de controle e de ruídos, o método WLS permitiu modelos com ajustes de R2
adj para Ra = 99,1 %, Rt = 99,9% e Ec = 88,88%, mostrando a eficiência do modelo de superfície de resposta e possibilitando análise de como as variáveis de entrada influenciam no processo de fresamento de topo;
3. O método NB possibilitou encontrar a matriz payoff para média e variância separadamente para as respostas Ra, Rt e Ec, com pesos w1 e w2 em níveis diferentes para estas
respostas, gerando a fronteira de Pareto e demonstrando os pontos de ótimo;
4. O projeto L9 Taguchi foi adotado para o setup otimizado referente ao cenário dos pesos, identificando que o ruído não interfere nas respostas analisadas Ra e Rt;
5. Após a aplicação do NBI, verificou-se que a otimização do processo de fresamento de
topo no aço ABNT 1045 é alcançada quando as variáveis de controle forem: fz = 0,15 mm/dente fixo, vc = 378, 357, 331 m/min, ap = 1,1 mm fixo ae = 16,5 mm fixo, gerando a
seguinte combinação de valores, para as medias e variâncias: Ra = 0,59 m; Rt = 4,63 m; Ec = 13,56 N.min/cm³ e variância Ra = 0,034 m²; Rt = 0,818 μm²; Ec = 6,281 (N.min/cm³)², sendo estes valores satisfatórios para o processo em questão;
Com relação ao processo de fresamento pode-se afirmar que:
6. O avanço por dente (fz = 0,15 mm/dente) no nível médio minimiza principalmente a variância das rugosidades Ra e Rt em razão do efeito geométrico da ponta da ferramenta sobre o alisamento dos picos de irregularidades da superfície da peça;
7. Profundidade de corte axial (ap) obtida próxima do nível médio do DOE (0), permite que a fresa trabalhe com a aresta principal de corte e não apenas com o raio de ponta (r = 0,8 mm), evitando mascarar a qualidade da superfície;
8. A penetração de trabalho (ae) obtida no nível médio do DOE permite que centro da fresa trabalhe dentro da superfície fresada da peça, na relação ae/Dc igual a 66%, dando maior estabilidade ao processo de fresamento de topo e menor vibração;
9. As velocidades de corte (vc) obtidas próximas do nível alto do DOE (+1) permitem uma redução da força de corte, portanto traz menor tendência de vibração ao sistema máquina-ferramenta-peça com consequente redução da rugosidade.
8.1 Contribuições do Trabalho
A principal contribuição desta pesquisa, de acordo com o que foi destacado ao longo de todo o trabalho, se refere à proposição de um método estruturado NBI- PRP, diferenciado em relação às técnicas encontradas na literatura, para tratar variáveis de controle e ruído no processo de fresamento, para problemas bi-objetivo.
Além disso, pode-se afirmar que o método proposto promove o máximo atingimento entre objetivos, ou seja, entre um conjunto de soluções Pareto-ótimas, consegue identificar o melhor ponto de ótimo. Outro ponto importante diz respeito ao privilégio dos ótimos individuais dado pelo método para o processo de fresamento analisado, ser otimizado individual.
Portanto, espera-se que o NBI possa ser aplicável a diferentes processos industriais, contribuindo, através de seus resultados, para as suas melhorias sob o ponto de vista operacional e também tecnológico.
Durante o desenvolvimento dessa pesquisa, alguns dos resultados aqui discutidos, juntamente com outras aplicações e trabalhos análogos realizados dentro da linha de pesquisa “Otimização em processo de fabricação por usinagem”, puderam ser convertidos em publicações de artigos em periódicos e anais de congressos, de caráter nacional e internacional e de relevância significativa nas respectivas áreas de atuação. Assim, acervo de publicações, que se encontra relacionado ao final desta tese, também se mostra como uma importante contribuição da presente pesquisa.
8.2 Sugestões para Estudos Futuros
Os questionamentos e alternativas que surgiram durante a pesquisa oferecem diversas possibilidades para a continuação deste trabalho no processo de fresamento:
Investigar o processo de fresamento com ferramenta de faceamento, deste modo, analisar a existência de possíveis alterações na modelagem e otimização das respostas obtidas por esse experimento;
Investigar o processo de fresamento por análise de Componentes Principais com o intuito de simplificar o processo de otimização;
Investigar a aplicação do método NBI-PRP em outros processos de usinagem, como também em outros processos de manufatura.