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COBEF 2023
12th Brazilian Congress on Manufacturing Engineering
Análise Comparativa de Furação em Compósito Reforçado por Fibra de Carbono Utilizando uma Broca Helicoidal e uma Fresa de Topo
Submission Author:
Márcio Piecha dos Santos , RS , Brazil
Co-Authors:
Márcio Piecha dos Santos, Everton Amaral, Maikon da Silva Cabral Frank, André João de Souza
Presenter: Márcio Piecha dos Santos
doi://10.26678/ABCM.COBEF2023.COF23-0028
Abstract
A utilização de compósitos reforçados por fibra de carbono (CFRP – carbon fiber reinforced polymer) vem crescendo nos últimos anos. O CFRP é comumente aplicado nos setores automotivo, ferroviário, aeroespacial e naval, em função de suas excelentes propriedades mecânicas. Este material é classificado como de baixa usinabilidade em função da sua elevada resistência à tração e ao cisalhamento, presença de fibras abrasivas e sua natureza anisotrópica. Devido à composição estrutural do CFRP e suas características, a furação é um dos processos de usinagem mais comuns para estabelecer ligações mecânicas deste material à outras estruturas. A qualidade do processo é fundamental para permitir adequada montagem, e seu resultado pode impactar diretamente na integridade estrutural e durabilidade do componente. Dentre os defeitos mais comuns, estão a delaminação e a deformação do furo. Em contrapartida, a seleção adequada da geometria da ferramenta e a otimização de parâmetros de corte permitem reduzir a ocorrência desses defeitos. Sendo assim, este estudo traz um comparativo de resultados, na perfuração de CFRP com refrigeração a ar comprimido utilizando uma broca helicoidal e uma fresa de topo reto. Para tanto, foram utilizados três níveis de rotação (6000, 8000 e 10000 rpm) com avanço fixo (0,05 mm/volta), e foram analisados para cada ferramenta de corte o desvio dimensional, a circularidade e as delaminações na entrada e na saída dos furos, totalizando seis etapas. Para cada etapa, foram executados 11 furos. Os resultados indicaram que para as métricas de desvio dimensional, circularidade e delaminação peel-up, a fresa de topo reto apresentou os melhores resultados para as condições de corte aplicadas, enquanto a broca helicoidal foi melhor para a delaminação push-out. Observou-se que esta delaminação poderia ser reduzida com a redução do avanço da fresa e/ou a sua saída do furo sem bloqueio da placa de apoio. Assim, conclui-se que a maior qualidade do furo é obtida com a fresa de topo a 6000 rpm
Keywords
Furação de CFRP, Fresa de topo, Desvio Dimensional, Delaminação, Circularidade
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