Após dados experimentais de temperatura serem discutidos em seção anteriores, uma solução numérica analítica foi proposta na determinação da temperatura na interface de corte durante o processo de micro-fresamento. Os resultados são apresentados a seguir através da metodologia TFBGF.
As temperaturas medidas experimentalmente são usadas para as estimativas do fluxo de calor aplicando-se as equações 4.19 e 4.20 para cada posição das temperaturas medidas.
A respectiva evolução de temperatura para cada posição da fonte de calor é apresentada na Fig. 5.21.
Figura 5.21: Evolução da temperatura do termopar T1 na usinagem a seco para simulação analítica.
A Fig. 5.22 apresenta a função transferência relativa à posição do termopar que é utili- zado na estimativa do fluxo de calor móvel. Qualquer par temperatura/função transferência de calor pode ser usado na estimativa.
Figura 5.22: Resposta impulso da geração de calor do problema inverso.
Figura 5.23: Fluxo de calor estimado analiticamente.
Pode-se observar que o valor verdadeiro foi obtido com uma dispersão máxima de aproximadamente 5,0% do valor máximo da temperatura experimental.
Uma vez obtido o valor do fluxo de calor móvel, a temperatura pode ser calculada em qualquer ponto na região analisada. A comparação de resultados obtidos é apresentado na Fig. 5.24 apresentando a temperatura obtida pela estimação do fluxo de calor e a tempera- tura obtida experimentalmente, como exemplo, mostra-se o perfil de temperatura na posição
Figura 5.24: Temperatura estimada x Temperatura experimental.
Os resultados obtidosà partir da simulação numérica mostram uma potência máxima de 0,014 Watts, transmitida para a peça durante o processo de micro-fresamento. Pelo resultado é possível observar que uma parte mínima do calor gerado é transmito para a peça, sendo o calor acumulado em sua maior parte na ferramenta, tornando possível a confirmação da evaporação do fluido de corte quando este entra em contato com a ferramenta.
A Fig. 5.24 mostra que a ascensão da temperatura estimada acompanha muito bem a evolução da temperatura adquirida experimentalmente, porém, após atingida a máxima temperatura, ocorre uma queda acentuada da temperatura estimada a valores inclusive me- nores que a temperatura ambiente inicial. Tal efeito pode ser explicado pela resolução de aquisição dos valores experimentais, sendo que a ascensão da curva de temperatura considera no máximo três pontos entre a temperatura ambiente e a máxima registrada pelo sensor.
Outro parâmetro que pode ser melhorado para otimização da simulação do fluxo de calor é a determinação experimental das propriedades térmicas do material usado nos expe- rimentos. As propriedades térmicas tratadas pelo modelo analítico são obtidas por trabalhos
publicados pela comunidade científica, sendo também uma fonte de erro na análise dos re- sultados.
Um procedimento experimental realizado com um equipamento com uma maior frequên- cia de aquisição é previsto para ser usado em trabalhos futuros com um planejamento de experimentos mais satisfatório que atendam ao modelo analítico usado.
CAPÍTULO VI
CONCLUSÃO
Após o encerramento dos testes e análise dos resultados, foi possível verificar alguns fenômenos incomuns durante o processo de micro-fresamento que não havia ainda sido men- cionado em referências anteriores para o processo em macro escala. Também, verificou-se a complexidade da metodologia para testes realizados em processos de micro-fresamento. A seguir são apresentados algumas conclusões sobre o trabalho em questão.
6.1 Formação de rebarba
Com relação ao fenômeno de formação de rebarbas, conclui-se que:
• Micro-fresamento concordante apresenta maiores valores de altura de rebarba do que o micro-fresamento discordante.
• Micro-fresamento de peças de alumínio na condição a seco causa a formação de rebarbas internas ao canal usinado, fenômeno que pode ser evitado pela utilização de fluido de corte na condição submersa.
• Rebarbas internas são ocorrência de uma combinação de fatores: avanços por aresta da ferramenta com valores pequenos, calor acumulado na ferramenta de corte e uma possível recuperação elástica da parede do canal usinada. Este último fator ainda necessita testes para confirmação de influência ou não.
• Aumento da profundidade de corte não sugere nenhuma alteração na formação da rebarba para peças de alumínio e aço 12L14.
• Micro-fresamento de amostras de alumínio possuem marcas de avanço na superfície, provavelmente pela recuperação elástica do material nas condições de corte ensaiadas. • Fluido de corte na condição de usinagem submersa reduz as marcas de avanço na superfície usinada da liga de alumínio pois favorece a formação de cavaco e a retirada do material.
• Amostras de 12L14 não apresentam rebarbas internas nem marcas de avanço devido a recuperação elástica ser menor do que a da liga de alumínio 6351.
• A utilização da técnica de MQL não se mostrou efetiva na redução da formação de rebarbas. Childs et al. (2014) verificou uma redução da força de corte para o processo de micro-fresamento pelo mesmo método, porém a quantidade de material gasto não era viável economicamente para testes futuros.
• A utilização de VASCO 1000 na micro-usinagem do INCONEL 718 apresenta valores reduzidos de rebarba se comparados os valores da condição de corte a seco.
• O aumento do avanço por aresta de corte da ferramenta reduz a altura da rebarba formada no micro-fresamento de INCONEL 718.
• A utilização do grafeno adicionada ao VASCO 1000 formou rebarbas maiores com a menor velocidade de corte e também o menor avanço por aresta.
• A utilização do grafeno com o VASCO 1000 apresenta uma variabilidade pequena no valor da altura das rebarbas formadas. A provável causa disso é a redução do atrito ocasionada pela entrada do grafeno ao contato ferramenta/peça. A variação é consideravelmente reduzida comparado com a micro-usinagem a seco.
• Micro-usinagem com óleo sintético apresentou os melhores resultados, considerando inclusive a usinagem com movimento concordante.
• A característica do fluido de corte, se é melhor lubrificante ou refrigerante, é um fator importante a ser considerado na escolha dos parâmetros utilizados em micro-usinagem.