Titânio'A baixa condutividade térmica e a alta reatividade química o tornam propenso a defeitos de superfície duranteUsinagem CNC. Embora a geometria da ferramenta e os parâmetros de corte sejam bem estudados, a otimização do fluido de refrigeração continua subutilizada na prática industrial. Este estudo (realizado em 2025) aborda essa lacuna quantificando como o fornecimento direcionado de fluido de refrigeração melhora a qualidade do acabamento sem comprometer a produtividade.
Metodologia
1. Desenho Experimental
●Material:Barras de Ti-6Al-4V (Ø50mm)
●Equipamento:CNC de 5 eixos com refrigeração interna (faixa de pressão: 20–100 bar)
●Métricas rastreadas:
Rugosidade superficial (Ra) via perfilômetro de contato
Desgaste do flanco da ferramenta usando imagens de microscópio USB
Temperatura da zona de corte (câmera térmica FLIR)
2. Controles de repetibilidade
●Três repetições de teste por conjunto de parâmetros
● Insertos de ferramentas substituídos após cada experimento
●Temperatura ambiente estabilizada em 22°C ±1°C
Resultados e Análises
1. Pressão do líquido de arrefecimento vs. Acabamento da superfície
●Pressão (bar):20 50 80
●Média Ra (μm) :3.2 2.1 1.4
●Desgaste da ferramenta (mm):0,28 0,19 0,12
O líquido de arrefecimento de alta pressão (80 bar) reduziu o Ra em 56% em relação à linha de base (20 bar).
2. Efeitos de posicionamento do bico
Bicos angulares (15° em direção à ponta da ferramenta) superaram as configurações radiais em:
● Redução da acumulação de calor em 27% (dados térmicos)
●Aumento da vida útil da ferramenta em 30% (medições de desgaste)
Discussão
1. Mecanismos-chave
●Evacuação de Chip:O líquido de arrefecimento de alta pressão quebra cavacos longos, impedindo o novo corte.
●Controle térmico:O resfriamento localizado minimiza a distorção da peça de trabalho.
2. Limitações práticas
● Requer configurações CNC modificadas (capacidade mínima da bomba de 50 bar)
● Não é rentável para produção de baixo volume
Conclusão
A otimização da pressão do líquido de arrefecimento e do alinhamento dos bicos melhora significativamente o acabamento da superfície do titânio. Os fabricantes devem priorizar:
●Atualização para sistemas de refrigeração ≥80 bar
● Realização de ensaios de posicionamento de bicos para ferramentas específicas
Pesquisas futuras devem explorar o resfriamento híbrido (por exemplo, criogênico+MQL) para ligas difíceis de usinar.
Horário da publicação: 01/08/2025
