(25/04/2010) – Um processo de modificação de rebolos de usinagem, desenvolvido na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP, é capaz de imprimir micromarcações em peças metálicas, aumentar a lubricidade de eixos mecânicos e ampliar a vida útil dessas ferramentas. Inédito e já patenteado, o processo terá implicações em vários setores industriais.
Trata-se de nova técnica de dressagem, espécie de afiação do rebolo na qual o disco abrasivo é desbastado e recondicionado. O desenvolvimento fez parte dos projetos de doutorado de Thiago V. França e de iniciação científica de Alex C. Bottene, orientados pelo professor João Fernando G. de Oliveira, do Departamento de Engenharia de Produção Mecânica da EESC.
A retificação é um processo de usinagem que consiste em desbastar uma peça por meio do contato com um rebolo abrasivo. Com o uso, a superfície do rebolo sofre desgaste e precisa ser desbastada. Isso é feito com a dressagem, que utiliza uma ferramenta ultradura de diamante. Os pesquisadores introduziram uma vibração controlada durante a dressagem. A ferramenta de diamante penetra e sai do rebolo em intervalos de tempo predeterminados, controlados por um software. O resultado é a impressão de microgeometrias na superfície do disco abrasivo.
As microssaliências passam à superfície da peça que o rebolo usinar, formando microssulcos. Essas pequenas reentrâncias fazem o material usinado absorver melhor o óleo lubrificante e mantê-lo na superfície, melhorando seu desempenho e o rendimento da retificação.
Uma possível aplicação do processo está nos chamados mancais hidrodinâmicos, que apoiam eixos, componentes que devem estar constantemente lubrificados. O eixo virabrequim de um automóvel, por exemplo, tem as suas dimensões calculadas com o objetivo de manter um filme de óleo em sua superfície, a fim de permanecer sempre lubrificado. Se a lubricidade do eixo é aumentada, suas dimensões podem ser reduzidas. Com um virabrequim mais leve, o motor precisará de menos energia para acelerar, gerando economia e melhorando o seu desempenho. Turbinas de aviões também contam com esses mancais e poderiam ter os mesmos benefícios, assim como outros setores que os utilizam.
A impressão de padrões geométricos nas superfícies é apenas uma das aplicações dessa técnica. “Podemos inscrever códigos de barras, números de série ou desenhos específicos”, informa Oliveira. Um detalhe importante é que a impressão não altera a geometria da peça e não compromete a sua funcionalidade, características preponderantes em peças de precisão.
“Com desenhos específicos impressos em rebolos de grãos médios, por exemplo, podemos utilizá-lo como se fossem uma ferramenta de desbaste ou de acabamento, aumentando a flexibilidade do processo”, explica França. Isso pode gerar economia ao permitir a compra de rebolos mais baratos a fim de adaptá-los e também ao aumentar a vida útil das ferramentas, modificando-as para novas funções.
O pesquisador está aperfeiçoando o processo, que hoje utiliza um shaker, que movimenta a ponta de diamante a partir de comandos do software desenvolvido pela equipe. A intenção é incorporar um atuador piezelétrico. “Com isso, conseguiremos maior precisão, além do controle de profundidade dos sulcos”, disse.
No processo atual, os sulcos são feitos a uma profundidade única, em torno de 15 micrômetros (0,015 milímetros). Com um software mais detalhado, associado ao novo equipamento, será possível aumentar a resolução de textura, multiplicar por dez a densidade atual das reentrâncias e conseguir sulcos de diferentes profundidades até 50 micrômetros, ampliando o leque de aplicações da tecnologia.
A pesquisa atuou em conjunto com o Projeto Temático “Usinagem com altas velocidades de corte – HSM”, coordenado por Reginaldo T. Coelho, da EESC, o que permitiu iniciar cooperação com a Universidade de Hannover, na Alemanha. “Na universidade alemã, a texturização é feita por outros processos, como torneamento e fresamento”, afirma Bottene, ressaltando que o processo brasileiro, por retificação, é inédito. Por isso, já foi feito um pedido de depósito de patente do processo de dressagem do rebolo.
Hoje, se utiliza métodos de maior custo para se executar a texturização, como laser e eletroerosão. A troca por um processo de fabricação mais barato poderá refletir no preço dos produtos. “Uma das aplicações da texturização é a confecção de próteses metálicas que precisam apresentar texturas que combinem com a de ossos e músculos”, disse Oliveira. (Fonte: Agência Fapesp)
