Usinagem de alumínio

As peças feitas de alumínio são utilizadas em indústrias de diversas áreas, como a aeroespacial, automotiva, química, petroquímica e afins.

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Para que possa ser amplamente utilizada, é recomendado que seja realizada a usinagem de alumínio nessas peças, para que elas ofereçam a resistência ideal.

A usinagem de alumínio é um processo fundamental dentro desse âmbito. Esse método permite que as ferramentas de alumínio sejam produzidas e finalizadas de acordo com a especificação de cada cliente, fazendo com que a indústria conte com ferramentas personalizadas que aprimoram a produção.

A verdade é que boa parte do setor industrial de todo planeta depende diretamente da qualidade e da agilidade no processo de usinagem do alumínio, uma vez que essas peças e estruturas são a base das indústrias citadas acima.

O alumínio possui características físicas e químicas tais como a leveza, ductibilidade e excelente durabilidade e resistência. Estes são os fatores que o tornam extremamente atrativo as indústrias fazem dele o segundo metal mais utilizado em todo o mundo.

Determinação da usinagem de alumínio

A determinação da usinagem do alumínio é baseada em 3 fatores:

Composição química do material

Por si só, o alumínio apresenta características de alta empregabilidade para a indústria, como por exemplo sua baixa densidade, excelente condutividade elétrica e térmica, resistência à corrosão atmosférica e da água, ductilidade elevada e o fato de não ser ferromagnético e nem tóxico.

Além de todos esses fatores, o alumínio detém uma característica que desperta grande interesse dentro da área da engenharia: a capacidade de se associar a outros metais.

Dessa capacidade de associação, resultam ligas metálicas de maior usinabilidade, dada pela resistência mecânica, resistência à corrosão e ao ataque de substâncias químicas.

Os principais elementos constituintes de ligas de alumínio:

• Manganês;
• Magnésio;
• Cobre;
• Silício;
• Zinco.

Tratamentos térmicos

Determinadas ligas de alumínio podem, ainda por cima, ter suas propriedades mecânicas melhoradas através de procedimentos de tratamentos térmicos.

Sendo assim, as ligas são também classificadas em tratáveis e não tratáveis termicamente.

Os principais tratamentos térmicos utilizados em ligas de alumínio:

• Solubilização + Envelhecimento;
• Homogeneização;
• Recozimento;
• Estabilização, e.
• Têmpera.

Processos de fabricação

O terceiro ponto que é determinante dentro da usinagem de alumínio é, justamente, após a sua preparação e com as características mecânicas já estabelecidas, a sua utilização como material base dentro do processo de fabricação do produto final.

Como material base, as ligas de alumínio podem ser transformadas através dos seguintes processos:

• Laminação;
• Estampagem;
• Extrusão;
• Forjamento;
• Fundição;
• Usinagem;
• Soldagem;
• Acabamentos;
• Reciclagem.

Quando falamos de usinagem, aliás, estamos abordando a transformação mecânica do alumínio através de desbastes, recortes e acabamentos e finalizações.

Para a usinagem de alumínio são utilizados diversos tipos de máquinas, tais como: tornos convencionais, furadeiras, cortadeiras e, com o crescimento e expansão da indústria 4.0, tornos CNC (Comando Numérico Computadorizado).

Como em todo procedimento, a usinagem de alumínio também pode apresentar problemas. Como indicadores de algo não vai bem no decorrer do processo fabril, existem problemas como:

• Manchas no alumínio do produto final: causadas pela interação dos componentes químicos da liga de alumínio com contaminantes, como óleos lubrificantes para usinagem de alumínio não adequados, ou por processo de oxidação;
• Resistência da peça comprometida: causada pela matéria prima de baixa qualidade ou maquinário desgastado ou falta de manutenção. Bem como, da falta de fluídos de corte para alumínio;
• Ambientes insalubres e risco de acidentes de trabalho: ruídos, odores e extremos de temperatura provocados pela falta de lubrificação, monitoramento, reparos e manutenção do maquinário;
• Gargalos de produção e baixo rendimento: provocados pela queda da velocidade ou pausa da produção por falta de manutenção e reparos de urgência.

Características e benefícios da usinagem de alumínio

A usinagem do alumínio realizada a partir da utilização de máquinas do tipo CNC permitem que o controle dos eixos ocorra de forma simultânea, desta forma desenvolve modelos com perfis e complexidades variáveis. A máquina CNC realiza a usinagem com alta precisão, de forma a ajudar na produção de peças mecanicamente adequadas.

Durante a usinagem de alumínio, o metal passa por diversos processos até ser usinado e, enfim, resultar no produto final. Há o processo convencional, chamado de conformação mecânica, dentro do qual o metal sofre com a força de compressão produzida até assumir seu molde. Há também outro processo chamado de forjamento, onde há menos perda de metal em relação ao processo convencional e a peça costuma ser produzida com qualidade ideal.

A partir do processo de usinagem de alumínio é possível produzir peças mais complexas do que o comum, que sejam personalizadas para determinado tipo de atividade a ser produzida. A usinagem desse material efetua a produção de peças planejadas, que serão capazes de otimizar a produção, gerar menos custos e entregar um produto final mais completo.

A partir das novas tecnologias, as possibilidades dentro da usinagem de tornaram infinitas, uma vez que se tornou possível alcançar qualquer forma ou tamanho, dependendo da necessidade e do projeto em questão.

Tal conquista deu a indústria maior liberdade de projetar suas máquinas, equipamentos e ferramentas, de acordo com a peculiaridade de cada situação. E, sendo assim, a usinagem de alumínio, bem como de outros materiais, é de suma importância para o setor.

Dicas para a usinagem de alumínio

Matéria prima de qualidade e maquinário adequado

Para a obtenção do produto final de acordo com as especificações do cliente, a produção é determinada basicamente por duas variáveis principais que se complementar: a matéria prima e o maquinário a ser utilizado.

Por sua vez, a interação entre ambos os pontos determina a quantidade e tamanho do resíduo (cavacos ou serragem), além do calor gerado.

Possuímos como exemplos da importância dessa combinação os seguintes pontos:

• Ferramentas de corte são mais eficazes em ligas envelhecidas termicamente que, por serem mais duras e resistentes, produzem cavacos menores;
• A dureza do material de base está diretamente ligada ao desgaste do fio de corte do maquinário;
• Ligas com alto teor de silício demandam menores velocidades e constantes retificações da máquina de corte.

É evidente que, informações sobre a relação entra a máquina e o material são primordiais para a gestão da usinagem do alumínio contribuindo pontualmente com índices de desperdício de matéria prima, de velocidade de produção e qualidade de acabamento.

Utilize lubrificantes e fluídos de corte de qualidade

Escolher a utilização adequada dos fluídos de corte é fundamental, mas antes é necessário entender se a ação do fluído deve ser sobre o calor ou sobre o atrito e a fluidez entre a máquina e peça de alumínio.

Nos casos em que o fluído tenha ação sobre o calor gerado refrigerando a peça e o equipamento de corte, os mais utilizados são os fluídos de corte solúveis. Fluídos desse tipo, ou mesmo óleos, são solúveis em água e aliam a capacidade de lubrificação da viscosidade do óleo ao poder de resfriamento e de limpeza da água.

Os fluídos de corte solúveis podem ser divididos em duas classes: os sintéticos e os semi sintéticos.

Por outro lado, se o objetivo do uso do fluído de corte for unicamente à lubrificação, então são mais comumente utilizados os fluídos de corte integrais. Esses tipos de óleos não são solúveis em água e podem ser encontrados, dentro do mercado atual, uma grande variabilidade de produtos quanto à aditivos e viscosidades.

É preciso ressaltar que, assim como a escolha correta do tipo de fluído de corte adequado ao processo de usinagem é importante, é necessário também se atentar a escolha do fornecedor de lubrificantes industriais.

Manutenção e monitoramento em dia são essenciais

Com uma linha de produção de matéria prima e maquinário de qualidade, bem lubrificada e em pleno funcionamento, é essencial manter o monitoramento e a manutenção em dia.

O monitoramento regular dos índices de produtividade e das condições dos lubrificantes previne a indústria em relação a gastos inesperados com reparos ou reposições de maquinário.

Da mesma, forma, essa prevenção permite manutenções periódicas, que atuam reduzindo os riscos de acidentes de trabalho e aumentam a vida útil e a produtividade.

Esse ponto abrange todos os outros supracitados e vale tanto para as máquinas quanto para os lubrificantes e fornecedores.