o que são fusos de esferas recirculantes?

Answer 1

PERGUNTAS REFERENTES AO CAPITULO 2 - Remoção térmica


1. Qual das técnicas de eletroerosão é mais utilizada e por que?

O processo mais empregado de remoção por descargas elétricas é o processo EDM de penetração, seguido do EDM a fio. A motivação desta seqüência é a clientela de produtos: Matrizes de injeção e forjamento e matrizes de extrusão respectivamente.

2. Quais são os materiais que podem ser usinados por remoção térmica?

Todos os materiais que apresentam uma fusão definida podem ser removidos por processos térmicos no estado líquido. Praticamente todos os materiais podem ser removidos termicamente por ablação e sublimação.

3. Qual o destino da solução (dielétrico + material removido) após o fim do processo?

O material sólido é removido do dielétrico por filtros, de forma que temos que nos preocupar apenas com o descarte dos filtros. Tratando-se de um dielétrico a base de hidrocarbonetos, valem os cuidados e requesitos para o descarte dos mesmos.

4. O que é feito com o fio no processo de eletroerosão a foi quando termina a sua vida?

Vendido como sucata de metal amarelo

5. A escolha do dielétrico é função do material que será usinado?

Em princípio não. O dielétrico é mais uma função da máquina. Se ela foi projetada para um hidrocarboneto, não pode empregar água e vice-versa.

6. Por que a água não pode ser usada como dielétrico em outros tipos de processos já que para a eletroerosão por fio ela trás tantas vantagens?

Não há objeção de empregar água desmineralizada e deionizada em outros processos EDM, desde que a máquina seja projetada para esta aplicação, seja feita de material não oxidável.

7. Quais os casos que justificam o uso da eletroerosão?

A eletroerosão é um processo para fabricação de peças isoladas, no máximo para pequenas séries.

8. Como é realizado o corte para analisar a seção de uma peça usinada por eltro-erosão sem que o processo de corte afete as características do material e possibilite a analise?

A preparação de corpos de prova para a análise metalográfica de um componente não deve afetar as características do componente a ser analisado. O corte deve ser feito com um rebolo de características adequadas, como granulometria fina, dureza baixa e taxa de retificação pequena, e empregando fluido de corte abundante. Caso não se consiga efetuar o corte por ‘cut off’, pode-se empregar corte por eletroerosão e remover a camada afetada pelo corte por lixamento fino ou remoção eletroquímica.

9. Em uma das aulas o professor falou sobre a dificuldade para repor um arame de eletro-erosão após ter arrebentado durante o processo, pois o arame sai um pouco encurvado da bobina devido ao enrolamento. Gostaria de saber se já existe e se seria viável a utilização de um mecanismo para desentortar o arame de eletro-erosão, de maneira análoga como é feito com arame de soldagem?

O fio de eletroerosão por fio pode ser direcionado por um jato de água. Não há necessidade de proceder um endireitamento do mesmo.

10. No processo de eletro-erosão de peças de alumínio se inverte o potencial da ferramenta e da peça para possibilitar o rompimento da camadas de óxidos na superfície da peça, porém invertendo este potencial irá aumentar o desgaste da ferramenta que passará a ser o cátodo. Existe a possibilidade de, na eletro-erosão de peças de alumínio, se iniciar o processo com o potencial invertido e, após eliminada a camada de óxidos, mudar o potencial de modo que a peça seja o cátodo e a ferramenta o ânodo sem que a superfície da peça volte a se oxidar?

Se faz isto quando se trabalha com gerador de relaxação.

11. Quanto de material da poça líquida é removido pela onda de choque?

Se considerarmos que todo o material é removido na forma líquida, proporcionado pela onda de choque que varre a superfície dos eletrodos), podemos avaliar o comportamento da taxa de remoção e verificar que esta passa por um ótimo, função da corrente e do tempo de descarga. Avaliando o resultado de trabalho, (corte e polimento metalográfico, podemos avaliar o quanto de material ressolidificado encontramos na superfície do componente. Um valor numérico (porcentual) não tenho disponível.

12. Qual é a eficiência da onda de choque na remoção do material da poça?

A eficiência da remoção depende do tempo de descarga e da corrente de descarga. O corte da energia da descarga tem que ser procedida no instante em que temos a maior quantidade de material líquido na poça.

13. Qual a influencia da densidade do dielétrico?

Tanto mais denso o dielétrico, maior a pressão no canal de descarga e maior o efeito da onda de choque que arre a superfície dos eletrodos.

14. Dielétricos menos densos promovem uma limpeza maior da fenda de trabalho?

A limpeza no canal de descarga é garantida principalmente pelo fluxo de dielétrico, menos pela sua densidade.

15. Dielétricos mais densos podem provocar uma maior pressão no canal de descarga já que uma maior quantidade de massa precisa ser deslocada para formação do canal?

Exatamente.

16. Estes fatores são importantes na seleção do dielétrico ou a compatibilidade com o material dos eletrodos é o principal fator para a escolha do dielétrico?

Deveríamos escolher o dialético mais eficiente para a erosão por descargas elétricas. Isto poderia levar ao uso da água em todas as situações. Porém a preparação da água é cara e esta precisa ser continuamente deionizada. Além disto a máquina ferramenta deve ser construída de material inoxidável, o que torna a mesma mais cara. Os fatores econômicos resultantes é que fazem a escolha cair dominantemente ainda para dielétricos a base de hidrocarbonetos.

17. Por que as partículas removidas variam de tamanho quando se usam diferentes dielétricos?

Porque todos os fenômenos físicos de uma descarga, sua implosão e a onda de choque são alteradas.

18. Quanto de material da poça líquida é removido pela onda de choque?

Depende do estágio da descarga na sua interrupção

19. Qual a influencia da densidade do dielétrico? Dielétricos menos densos promovem uma limpeza maior da fenda de trabalho? Dielétricos mais densos podem provocar uma maior pressão no canal de descarga já que uma maior quantidade de massa precisa ser deslocada para formação do canal?

A limpeza da fenda de trabalho depende da viscosidade do dielétrico. Viscosidades maiores exigem maior pressão para promover o escoamento e assim dificultam a manutenção da estabilidade da abertura da fenda de trabalho. A eficiência da remoção depende da densidade e da elasticidade (módulo Bulk) do dielétrico. Tanto maior a densidade e o módulo Bulk, o tanto maior será a pressão no canal de descarga, e consequentemente também a temperatura.

20. Estes fatores são importantes na seleção do dielétrico ou a compatibilidade com o material dos eletrodos é o principal fator para a escolha do dielétrico?

Em princípio temos dois grupos de dielétricos. Baseados em Hidrocarbonetos e baseados em água. Não há problemas de incompatibilidade com os materiais dos eletrodos.

21. Por que as partículas removidas variam de tamanho quando se usam diferentes dielétricos?

Por que a onda de choque no final da descarga tem eficiência dependente do dielétrico.

22. Por que apenas para microerosão ou eletroerosão por fio é possível trabalhar com água desmineralizada como dielétrico? Neste caso a fenda de trabalho é menor. Existe alguma coisa relacionada ao tamanho da molécula? Existe alguma influência no fato das moléculas da água serem polares e do dielétrico serem apolares?

Tanto na eletroerosão por fio como na eletroerosão por penetração se pode trabalhar com água destilada, e deionizada. Na eletroerosão a fio é necessário trabalhar com água para obter um melhor arrefecimento dos eletrodos. Na eletroerosão de penetração os eletrodos tem massa grande e o problema de arrefecimento dos mesmos não é crítico, permitindo que se trabalhe com hidrocarboneto. Trabalhar com água é mais caro, mas também é mais eficiente.

23. Quais seriam as diferenças na superfície usinada, se para os mesmos parâmetros de usinagem mudássemos apenas o dielétrico hidrocarboneto por água?

Detectaríamos uma variação na rugosidade e na região afetada pelo processo (difusão de hidrogênio, difusão de carbono), além de diferenças na profundidade da camada termicamente afetada.

24. A água usada como dielétrico contém apenas partículas do metal usinado. Ela pode se simplesmente filtrada e jogada na natureza sem causar danos ambientais?

A água empregada na eletroerosão por faíscas é limpa. Pode botar até na bateria do carro.

25. A usinagem por eletroerosão é uma tecnologia totalmente dominada?

Totalmente é um termo forte. Sempre tem alguém que encontra mais uma incógnita aqui e acolá. Mas o domínio tecnológico está bastante avançado.

26. Uma das características do processo de eletroerosão por faíscas é a reprodução da forma do eletrodo na peça. No entanto, os eletrodos são, por exemplo, corpos cilíndricos com furo passante para alimentação de dielétrico. Como realizar então um furo em uma peça, com diâmetro suficientemente grande para que seja obrigatória a alimentação de dielétrico pelo canal, com remoção de todo material do furo (sem que haja formação de um cilindro na peça de forma igual ao furo de alimentação do dielétrico)?

No lugar do furo no eletrodo se forma uma espiga na peça. Esta espiga deve ser removida posteriormente. Se o diâmetro do furo for pequeno, e/ ou o eletrodo executar um movimento oscilatório correspondendo ao diâmetro do furo, esta espiga já é eliminada durante o processo.

27. Por que o aumento da temperatura do dielétrico facilita a ‘quebra’ do mesmo (referente ao perigo de fogueiras no solo onde se encontram as unidades geradoras de energia)? Tem algo a ver com o grau de agitação de moléculas e posição mais energética dos elétrons do dielétrico?

Tanto mais quente o dielétrico, o tanto mais ‘agitados’ (ionizados) estão os elétrons. Menos energia deve ser distendida para quebrar o dielétrico.

28. No site do LMP, é apresentado um trabalho que trata da medição de desgaste de canto vivo em eletrodos de cobre na eletroerosão por faísca. Para tanto, utiliza-se uma câmera digital, que transmite a imagem do canto no fundo da cavidade para um software. Desse modo, a medida do desgaste no canto vivo do eletrodo é feita indiretamente. Qual seria a vantagem de tal processo de medição? Não seria mais simples levantar o eletrodo para fora da peça e realizar a medição nele mesmo?

No trabalho que foi desenvolvido pelo Bragini teve-se o objetivo de avaliar o desgaste do canto vivo do eletrodo como função do volume total removido e dos parâmetros elétricos da descarga. Para facilitar a medição optou-se por um eletrodo bipartido, uma vez que assim poderia se garantir que a imagem na câmara estivesse bem focada e a medição seria faxcilitada.

29. Foi dito em sala de aula que existem sistemas de laser capazes de elevar a temperatura em pequenas regiões até a ordem de 100.000.000 ?C, utilizados na fusão de H em He. Qual seria a tecnologia empregada no sentido inverso, ou seja, que possibilite alcançar temperaturas da ordem do zero absoluto, 0 K?

O zero absoluto ainda não foi atingido. Para se atingir temperaturas próximas ao zero absoluto, trabalha-se com hélio líquido, que é resfriado por evaporação.

30. É dito no livro texto que na eletroerosão por fio utiliza-se água ao invés de hidrocarbonetos como dielétrico, devido a uma série de vantagens apresentadas. Uma destas vantagens é a formação de partículas erodidas menores, facilitando por exemplo a lavação. Por que tais partículas são menores do que as erodidas utilizando-se hidrocarbonetos como dielétrico? Seria pelo fato de utilizar-se uma maior fenda de trabalho, sendo menor a energia liberada em uma faísca?

Para a mesma energia de descarga, uma descarga realizada em água leva a uma onda de choque mais abrupta, decorrente da menor compressibilidade e maior densidade da água. A fenda de trabalho é função da tensão de descarga e deve ser considerada. Se tivermos tensões de descarga maiores para a descarga em água, teremos mais perdas para o dielétrico, e assim também partículas de remoção menores, pois menos energia está disponível na mancha catódica sobre a peça.

31. Existe alguma indicação quanto ao tipo de fluido dielétrico usado nas operações de desbaste ou acabamento?

Não.

32. Seria economicamente viável usinar por eletroerosão materiais de baixa dureza em série?

Só se a geometria não puder ser obtida por outro processo de fabricação.

33. Quais características físico-químicas são mais importantes na escolha do fluido dielétrico?

Característica dielétrica e estabilidade no tempo.

34. Como a umidade e a temperatura ambiente podem alterar o processo de eletroerosão?

A umidade tem pouca influência sobre o resultado de trabalho. Mas a temperatura ambiente afeta diretamente a dimensão do componente. Dependendo da exatidão requerida, devemos estabilizar a temperatura da máquina ferramenta, dielétrico e do ambiente de trabalho.

35. Qual seria o custo adicional na aquisição de uma máquina de eletroerosão planetária comparada a uma máquina de eletroerosão dita tradicional (3 eixos)?

A eletroerosão planetária obteve o seu nome decorrente dos mecanismos planetários que inicialmente eram empregados para gerar movimentos orbitais em torno do eixo do eletrodo. Hoje os movimentos planetários em máquinas de 3 a 5 eixos comandados numericamente são função de uma sub-rotina do programa da máquina.

36. Pergunta feita em aula: Como é feito a desmineralização e desionização da água que funcionará como fluido de trabalho para muitos processos de usinagem.
Primeiro a água é destilada. Depois ela passa por um filtro que contém uma resina deionisadora.

37. Considerando que todos os processos de usinagem provocam defeitos inerentes (que eu conheça), qual processo de usinagem podemos citar que menos (qualitativo e quantitativo) defeito provoca? A eletroerosão pode ser considerada visto que a ablação ocorre a nível microscópico?

O processo de fabricação que menos defeitos provoca no componente é a remoção eletroquímica, seguido do polimento.

38. Na pág 65 do nosso livro texto, é dito que a profundidade da região termicamente afetada pelo processo de eletroerosão(geralmente é maior afetada quando se trabalha com eletrodos de grafite, comparado com eletrodos de cobre). Porquê?

No balanço de energia o eletrodo de grafite absorve menos energia que o de cobre, portanto resta mais energia para o eletrodo peça e para o dielétrico.

39. fenômeno de ablação poderia ser usado para retirada de material em peças com tensões residuais na sua superfície, minimizando os defeitos?

Com certeza. Mas infelizmente só conseguimos energias de descarga muito pequenas que permitem aproveitar este fenômeno e só para superfícies de eletrodo também muito pequenas (efeito capacitivo)

40. Qual é a precisão do processo de remoção térmica? E qual é a qualidade da superfície gerada? É necessária alguma etapa de acabamento superficial como retifica, quando se deseja superfícies bem acabadas?

De qual o Processo que você está falando? Todos os processos, como plasma corte, corte por laser, oxicorte, remoção por descargas em arco e em faíscas são processos de remoção térmica. A pergunta deve ser clara. Se você se refere aos processos de descrga por faísca e laser a resposta foi amplamente discutida em sala de aula e está apresentada no material disponibilizado.

41. A utilização do processo de remoção térmica se deve a alta dureza do material e à complexidade de forma a ser gerada. Porém existe um limite máximo de dureza a partir do qual o processo de remoção é ineficiente?

Em todos os processos de remoção térmica a dureza do material não influencia o processo. As características térmo-físicas e elétricas sim.

42. Quais são as características dos fenômenos skin e pinch durante uma descarga elétrica?

O efeito SKIN é o efeito de condução de cargas elétricas pela superfície de um condutor quando se tem uma variação simultânea da tensão e da corrente. O efeito pinch é o efeito de estrangulamento do canal de plasma produzido pelo campo magnético que contorna o condutor (canal de plasma)

43. Quais propriedades físicas um material deve apresentar para poder ser utilizado com o eletrodo ferramenta de erosão por faísca?

Ser condutor de eletricidade. Desejados são alta condutividade, elevado ponto de fusão, elevado calor latente de fusão.

44. Porque para a eletroerosão de ligas de metal duro, os tempos de aplicação de descarga elétrica são curtíssimos (te < 5 µs) se comparados a eletroerosão em aços? (KONIG, W.; KLOCKE, F. Fertigungsverfahren Abtragen und Generieren).

Porque metais duros são extremamente suceptíveis à formação de trincas.

45. Porque na retificação eletroerosiva, as ferramentas utilizadas são geralmente discos de grafite profilados? Qual a vantagem da utilização desse material se nesse processo a remoção do material é decorrente de descargas elétricas e não há remoção mecânica?

Na ‘retificação’ por EDM com eletrodo rotativo não há remoção abrasiva. O termo é empregado de forma não adequada. Hoje, nos centros de EDM, quando se dispõe do 4o e do 5o eixo, não se fala mais em ‘retificação’.

46. Como materiais de ferramentas de eletroerosão geralmente empregam-se grafite e cobre eletrolítico. Para a erosão com mínimo desgaste, principalmente na eletroerosão do metal duro são empregadas ligas sinterizadas de tungstênio e cobre. Por que para a erosão de ligas de titânio geralmente são empregados eletrodos de latão? Qual a vantagem do emprego deste material?

Não sei precisar, mas acredito que seja por motivos econômicos.

47. Numa superfície eletroerodita a camada superficial solidificada por choque térmico é consideravelmente mais dura que as camadas inferiores. Ao mesmo tempo observa-se que ela é mais frágil. Porque a profundidade da região termicamente afetada geralmente é maior quando se trabalha como eletrododos de grafite ao invés de eletrodos de cobre? Como fica o comportamento desta região termicamente afetada com a variação do tempo de descarga?

Faça-se um balanço de energia. Se a energia de descarga for unitária, o total desta energia vai se distribuir entre o eletrodo peça, eletrodo ferramenta e dielétrico. Se mudarmos o eletrodo ferramenta de cobre para grafite, o grafite tendo menor condutividade térmica, absorve menos energia. Portanto mais energia tem que ir para o eletrodo ferramenta e para o dielétrico.

48. É possível realizar a eletroerosão de penetração em materiais não condutores de eletricidade como cerâmica, por exemplo? Se for possível, como é realizada a dopagem para este se tornar condutor elétrico? Esta dopagem é a mesma realizada para uma eletroerosão a fio, ou existe alguma diferença?

Materiais não condutores de eletricidade não podem ser erodidos por edm. Cerâmicas dopads conduzem eletricidade e são trabalhadas assim como materiais metálicos, observando características específicas de energia de descarga, etc. A dopagem é feita na matéria prima (pó), antes da sinterização.

49. Quais as maiores diferenças entre a retificação eletroerosiva e a retificação eletroquímica? Qual promove um acabamento melhor? E qual processo destes afeta mais a estrutura e as características propriedades do material?

Retificação EDM é EDM. Não tem parcela de retificação. Na retificação ECM se tem uma superposição do processo ECM e retificação. A qualidade de superfície é função do processo dominante para ECM – retificação, ou das características das descargas no processo de retificação EDM.

50. Existem acessórios que auxiliam na remoção do material retirado pelo processo e Eletro_Erosão?

A bomba de dielétrico.

51. Quanto ao processo de usinagem por eletroerosão, utilizado para a fabricação dos bicos injetores da BOSCH, qual princípio físico garante que a ponta do eletrodo vibre, formando um canal cônico? isto se deve ao tipo de gerador utilizado? De que forma os parâmetros são regulados para que no início da furação o eletrodo não possa vibrar tanto como no final, em virtude da geometria do furo? Devido as reduzidas dimensões dos furos, consequentemente tem-se os eletrodos com diâmetros em décimos de milímetros. Qual processo é utilizado, bem como o material empregado, na fabricação do eletrodo?

O sistema de avanço do eletrodo de prata ou tungstênio é constituído de uma fieira prismática, sobre a qual o eletrodo desliza. O comprimento em balanço no início da furação é pequeno. A vibração pequena. A medida que o eletrodo avança, o comprimento em balanço aumenta e a vibração possível aumenta. A excitação do eletrodo só é possível para geradores de relaxação.

52. Na eletroerosão por faíscas, a utilização de materiais com camada passivadora para o eletrodo peça, como por exemplo o alumínio, não tem-se a necessidade da modificação dos parâmetros após a quebra desta camada? Ou após cada ciclo de erosão(faísca), a camada passivadora volta a se formar, dificultando a erodibilidade?

Por isto se inverte a polaridade. A camada passiva só se forma sobre o ânodo.

53. Como se deioniza a água para que esta possa ser utilizada como dielétrico?

A deionização da água é feita na passagem por uma resina, contida em um cartucho, que reage com os íons da água e assim deioniza a água. A formulação da resina é know how de fornecedores e pouco encontrei sobre estas.

54. Mantendo-se todos os parâmetros de eletroerosão por faísca constantes, variando-se apenas o dielétrico, o resultado da usinagem da peça sofre grandes variações?

Se você variar o dielétrico dentro de um mesmo grupo, as variações normalmente são pequenas. Mas variando de hidrocarboneto para água, as diferenças são acentuadas.

55. Na eletroerosão por faísca, percebe-se que o mecanismo térmico está em primeiro plano em termos de remoção de material (vide os fenômenos de evaporação e ablação). Contudo, afirma-se no texto que o mecanismo térmico não é o único mecanismo de remoção. Creio que os outros mecanismos a que o texto se refere são o eletromagnético e mecânico. Desta forma, gostaria de saber como estes outros mecanismos de remoção ocorrem na eletroerosão por faísca.

Os mecanismos térmicos envolvem tudo que está relacionado com a temperatura (ablação, sublimação fusão, e indiretamente a implosão do canal de plasma) material removido apenas mecanicamente, se refere ao estado sólido (por exemplo as particulas de carboneto não fundidas durante uma descarga). O efeito ‘pinch’, estrangulamento por forças eletromagnéticas, é pequeno, quando comparado ao efeitos de implosão do canal de plasma.

56. No escopo da eletroerosão, qual dos seus processos é o mais difundido atualmente?

Eletroerosão de penetração (1, 3 e 5 eixos) e eletroerosão a fio (3 e 5 eixos).

57. A eletroerosão por faísca é interessante para a usinagem de materiais com altos pontos de fusão e ebulição, tendo em vista que este processo possui dependência dos mecanismos térmicos de remoção? Em caso negativo, quais processos seriam mais indicados?

De acordo com o mostrado na figura 2.25 a erodibilidade de um material piora com o aumento da temperatura de fusão e com o aumento da condutividade térmica.

58. Em quais situações devemos empregar eletrodos de grafite e em quais o cobre é mais adequado?

Com a diminuição do tamanho do grão de grafite dos eletrodos de grafite hoje disponíveis, tem se mostrado que o resultado de trabalho é melhor em quase todas as aplicações. No entanto nem sempre se pode justificar o uso do grafite economicamente, pois ainda é bem mais caro que o cobre eletrolítico.

59. Porque nos processos de microerosão e de eletroerosão por fio pode-se trabalhar com água desmineralizada como dielétrico e, de modo geral, em outros processos de eletroerosão não?

O calor específico da água é aproximadamente duas veze maior que o de hidrocarbonetos. Quando necessitamos uma eficiência maior de refrigeração dos eletrodos (que é o caso da microerosão), trabalha-se com água destilada e deionizada.

60. Professor, no texto (página 65) afirma-se que a profundidade da região termicamente afetada é maior quando se trabalha com eletrodos de grafite do que quando se trabalha com eletrodos de cobre. Porque isso ocorre?