MM Dezembro 2023 | Janeiro 2024 by Aranda Editora

ARTIGO

Sumário

Dezembro 23 / Janeiro 24

TORNEAMENTO Análise de fluido de corte orgânico à base de óleo de mamona aplicado à usinagem

12 GUIA I

Centros de usinagem vertical

GUIAS

26 GUIA II

Coletores de névoa

29 GUIA III

Filtros à gravidade

SEÇÕES Carta ao leitor ............................................................................ 04 Notas & Informações ................................................................ 06

Capa: Operação de fresamento de peça cilíndrica em alumínio, em torno vertical. KpixMining/Shutterstock Layout da capa: Vanessa C. Silva

Anunciantes D Databrás . ........................................................................... 09 R Ronemak ............................................................................ 13 S SGL .................................................................................... 27

T Tecno .................................................................................. 09 U Unis Group .................................................................. 2ªCapa

As opiniões constantes de artigos assinados não são necessariamente coincidentes com as de Máquinas e Metais

Carta ao Leitor

Dezembro 23 / Janeiro 24

Sustentabilidade de dentro pra fora Os fluidos de corte são uma especialidade química da qual depende boa parte do sucesso do processo de usinagem. Daí a importância dada aos estudos de desempenho desses produtos, bem como à sua influência sobre a produtividade e a qualidade das peças usinadas. Nesta edição, o artigo Torneamento, que se inicia na página 14, oferece uma contribuição ao tema acrescentando a variável de sustentabilidade, presente hoje na pauta de todas as empresas, seja por consciência ou por força de mercado. Assim, pesquisadores do Senai de São Leopoldo (RS) analisaram um fluído de corte à base de mamona, estudando como aditivá-lo para obter as melhores proprie-

dades de trabalho associadas ao menor impacto do ponto de vista da saúde dos trabalhadores e do meio ambiente, quando do seu descarte. A simples comprovação de viabilidade do uso desse insumo já é um indicador de melhora da qualidade do ambiente de trabalho para as empresas do setor, validando o trabalho dos pesquisadores que se debruçaram sobre o assunto e promovendo a filosofia de sustentabilidade de forma mais prática e menos retórica.

de névoa, necessários à manutenção de um bom ambiente de trabalho. Já o noticiário destaca novas fresas para usinagem de moldes, além da perspectiva de desenvolvimento de um ambiente produtivo voltado para os carros elétricos no Brasil, cujo modelo de produção deverá ter impacto imediato sobre as empresas do segmento metalmecânico, a ser acompanhado de perto por nossa redação e noticiado tanto aqui quanto nas newsletters quinzenais da Máquinas e Metais*.

Os guias desta edição também mantêm o foco nos pormenores das operações de usinagem, com a oferta de filtros à gravidade para fluidos de corte e coletores Hellen Corina de Oliveira e Souza Diretora de redação [email protected]

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ISSN 0025-2700 REDAÇÃO Diretor: José Roberto Gonçalves Diretora de redação: Hellen Corina de Oliveira e Souza Redator: Adalberto Rezende Pesquisa: Milena Venceslau PUBLICIDADE Luci Sidaui Tel.: (11) 3824-5300 [email protected] Dora Bandelli Cel.: (11) 95327-6608 / Tel.: (11) 4194-2448 [email protected] Consultor de marketing: Sérgio Massis REPRESENTANTES Minas Gerais: Oswaldo Alípio Dias Christo Rua Wander Rodrigues de Lima, 82, cj. 503 30750-160, Belo Horizonte, MG Tel./Fax: (31) 3412-7031, Cel.: (31) 9975-7031 [email protected]

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MÁQUINAS E METAIS, revista brasileira de tecnologia de usinagem e automação da manufatura, é uma publicação de Aranda Editora Técnica Cultural Ltda. O acesso à revista digital e o download no formato pdf são gratuitos em nosso site www.arandanet.com.br/revista/MM Redação, Publicidade, Administração e Correspondência: Alameda Olga, 315 - 01155-900 - São Paulo - SP - BRASIL Tel.: +55 (11) 3824-5300 - [email protected] www.arandanet.com.br

Dezembro 23 / Janeiro 24

Notas & Informações

Dellbro prevê crescimento de mais de 20% em 2024 O tratamento de névoa proveniente de processos de usinagem, bem como de material particulado, é uma das preocupações de empresas do setor metalmecânico. A dispersão de gotículas causada pela aplicação de líquido lubrificante/ refrigerante diretamente na área de contato da ferramenta de usinagem com a peça sob processamento, geralmente sob alta pressão, pode causar males à saúde de operadores de máquinas e equipamentos, já que as gotículas podem ser inaladas. Evitar esses riscos requer o uso de equipamentos desenvolvidos para a captação e eliminação de névoa e de cavacos, que foi um tema abordado por Leonardo Dell Arno, do Grupo Dellbro, com sede em Bragança Paulista (SP), em entrevista à Máquinas e Metais. A empresa com mais de 30 anos de atuação comercializa linhas de filtros eliminadores de névoa de óleo e equipamentos para coleta

de fumos de soldagem, além de filtros separadores de material particulado úmido, entre outros. Neste sentido, Leonardo disse que o grupo empresarial tem como uma de suas estratégias para 2024 o aumento das vendas de sistemas de captação e filtragem de névoa proveniente da usinagem. Assim, de acordo com ele, o objetivo é aumentar também o leque de serviços de consultoria fornecidos pela companhia. “Notamos um crescimento de 12% a 15% do faturamento da Dellbro em 2023 e prevemos, de acordo com nossos estudos, um crescimento superior a 20% em 2024”, comentou. Também está no planejamento da empresa o investimento em serviços de manutenção preventiva de equipamentos voltados para o tratamento de névoa e material particulado. Conforme explicou o entrevistado, os serviços prestados pela empresa

incluem, por exemplo, inspeção de elementos filtrantes e de componentes internos, e ainda a manutenção de motores elétricos. “A nossa recomendação é que a manutenção preventiva seja programada para acontecer a cada seis meses. Entretanto, isso vai depender do tipo de aplicação em que os equipamentos são usados, e também das boas práticas visando à sua preservação, mesmo eles sendo robustos e resistentes às condições típicas do chão de fábrica”, concluiu.

Imagem: @aleksandarlittlewolf, Freepik

Gühring lança fresas especiais para fabricação de moldes A alemã Gühring, que tem unidade brasileira em Salto (SP), desenvolveu uma linha de fresas especiais para a usinagem de moldes e matrizes, com o objetivo de proporcionar um acabamento de alta precisão. As novas fresas, da linha G-Mold foram criadas combinando um substrato ultraduro à geometria de núcleo estável e um perfil otimizado para os

canais, além de um sistema novo de revestimento. Essa combinação, de acordo com informações da empresa, ajuda a reduzir o deslocamento e o

Imagens: Gühring

desgaste durante o fresamento, o que resulta em uma precisão de contorno na usinagem de materiais com dureza de até 65 HRC, além de aços-ferramenta de alta liga e fabricados por metalurgia do pó. Como a fabricação de ferramentas e moldes envolve a usinagem de aços endurecidos e de alta resistência, a Gühring passou a utilizar um metal cerca de 200 HV mais duro e com

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grãos mais finos, o que assegura uma aresta de corte mais estável. O sistema de revestimento também foi especialmente adaptado para a fabricação de moldes: um revestimento produzido e aplicado pelo processo de pulverização de magnetron por impulso de alta potência (HiPiMS) torna as superfícies da ferramenta extremamente lisas e mais resistentes ao desgaste. A nova linha de fresas G-Mold cobre todos os processos de fresamento, incluindo o fresamento de cópia, acabamento e fabricação de insertos, assim como a execução de guias e bolsões em placas de moldes.

Lecar planeja lançar seu primeiro automóvel elétrico ainda este ano O mercado da mobilidade elétrica finalmente vai contar com um automóvel com projeto, desenvolvimento e fabricação feitos por brasileiros e para brasileiros, com boa parte de seus componentes fornecidos por parceiros locais. A Lecar, Indústria Brasileira de Automóveis Elétricos, com sede em Barueri (SP), anunciou para este ano o lançamento do seu primeiro modelo, o Lecar 459, mostrado nas imagens acima. Seu protótipo está em desenvolvimento e já em fevereiro segue para uma série de homologações em Londres (Inglaterra), onde será submetido a avaliações de impacto, aerodinâmica e simuladores de segurança. Esse processo terá duração de até nove meses, ao final dos quais o produto entrará em linha de produção, devendo estar disponível ao mercado a partir de dezembro de 2024. O

Imagens: Lecar

Lecar Model 459 terá um custo de R$ 279 mil e autonomia de 400 km por carga. A empresa também planeja a criação do Lecar POP, uma versão popular e com o uso de baterias e motores elétricos produzidos no Brasil que, contando com os mesmos incentivos fiscais destinados aos elétricos existentes em diversos países, teria custo estimado de R$ 100 mil e autonomia de 200 km por carga. Flávio Figueiredo Assis, fundador da Lecar e advogado de formação, despertou para as oportunidades da mobilidade elétrica ao analisar a Lei 8.723, publicada em 1993, que regulamenta a redução de emissões de CO2 de veículos, com prazo final em 2027. Na sua interpretação, as diretrizes da regulamentação vão dificultar a permanência dos motores a combustão no mercado a partir de 2028. Atento à oportunidade, o empresário deu início à Lecar, com sede em Alphaville (município de Barueri,SP) e planta industrial em Caxias do Sul (RS), que conta com uma equipe de 30 profissionais de engenharia automobilística altamente qualificados e

experientes, muitos deles com passagens por empresas como Gurgel, Troller, JPX, Ford, Toyota, Nissan e Marcopolo. Assis identificou a cidade de Caxias do Sul como o melhor local para montar sua fábrica devido ao fato de vários fornecedores do ecossistema da mobilidade se encontrarem na região. Cerca de 35% das peças do Lecar Model 459, o primeiro veículo da companhia, serão importadas da China. Motores e baterias virão da fabricante chinesa Wiston, que fornece também para as gigantes do setor Volkswagen e Hyundai. O restante será produzido no Brasil. O executivo comentou que o grande diferencial da Lecar é não apenas fabricar um carro elétrico no Brasil, mas desenvolver um produto totalmente pensado para o País: “Tenho um Tesla e, definitivamente, ele não foi estruturado para rodar pelas ruas e estradas brasileiras. Ele sofre a cada buraco. Nosso projeto é de um carro feito para os desafios das estradas do Brasil, com tecnologia de ponta, resistência associada ao prazer na direção e alinhado à necessidade de redução de emissões de CO2, que foi o grande motivador para embarcarmos nesse projeto”. Empreendedorismo e IPO em 2025 Flávio iniciou sua carreira como bancário e logo fundou a Lecard, uma administradora de cartões do Programa de Alimentação do Trabalhador (PAT) que chegou a uma movimentação anual de R$ 1 bilhão, fornecendo para mais de 600 prefeituras e órgãos públicos e mais de 3 mil empresas privadas. Em 2022, vendeu a Lecard com o intuito de criar a primeira montadora de carros

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elétricos do Brasil, cujo nome tem a mesma raiz. O capital da Lecar é 100% próprio, mas a expectativa é fazer uma oferta pública inicial (IPO) em bolsa de valores em 2025. Os contratos fechados com vários fornecedores preveem transferência de tecnologia e cooperação técnica, científica e operacional, o que viabiliza ainda uma fábrica de células de baterias e motores elétricos no Brasil, permitindo a autossuficiência na produção dos automóveis elétricos. “Temos em nosso País 97% dos minerais que compõem as células de baterias. Além de sermos autossuficientes, podemos ainda nos tornar uma grande referência no mercado global de veículos elétricos, fornecendo automóveis para outros países”, afirmou Assis. A estimativa do executivo é produzir 300 veículos por mês já no primeiro ano de fabricação, gerando 600 empregos diretos e R$ 1 bilhão de faturamento. O foco das vendas será a Grande São Paulo, especialmente entre a capital, Campinas e São José dos Campos, onde a empresa deve investir em uma rede de infraestrutura para recarregamento de baterias. Também está prevista para 2025 a criação de uma rede de carregamento próprio ao longo da rodovia BR 101, com carregadores rápidos disponíveis a cada 150 km da rodovia. A internacionalização também está nos planos de Assis, que já está estabelecendo parcerias em países como Estados Unidos, França, Itália e Mônaco. A empresa pretende também criar um plano de assinaturas, mudando a cultura da posse para a de acesso aos automóveis elétricos. “As pessoas não precisam ter um carro, o que

Notas & Informações

elas precisam é de mobilidade”, argumenta. A assinatura base para o plano de locação de 36 meses será oferecida por, aproximadamente, 3% do valor de venda para uma quilometragem mensal de 1 mil km.

Novo robô industrial da Human Robotics chega ao mercado A Human Robotics, empresa especializada na fabricação de autômatos com sede em Curitiba (PR), desenvolveu o robô industrial Robios Cargo, que pode transportar cargas com peso de até 50 kg e atuar de forma autônoma no chão de fábrica. Ele conta com bandejas ajustáveis e é indicado para trabalhos que envolvam a movimentação de peças metálicas fabricadas em centros de usinagem e tornos, por exemplo. O fundador e CEO da companhia, Olivier Smadja, e a coordenadora de marketing, Larissa Felix, comentaram sobre algumas das características do novo robô em entrevista concedida à Máquinas e Metais. O modelo pode receber comandos por voz e ser controlado por dispositivos eletrônicos como joystick, o que dependerá do tipo de programação estabelecida e do trabalho a ser realizado. Um detalhe notório do Robios é a sua interface amigável que, além de contar com tela sensível ao toque (touch screen), consiste em um monitor onde são reproduzidos os traços estilizados de um rosto humano. O CEO comentou que este projeto foi desenvolvido visando ao “fortalecimento da empatia entre as equipes de profissionais que vão utilizar o robô, de forma que ele seja considerado um

Imagem: Human Robotics

membro do time e não apenas um equipamento”. Sistema de segurança para parada imediata e sensores para detecção de obstáculos também fazem parte da configuração do robô. Larissa explicou que ele pode operar integrado a sistemas de CRM e softwares, assim como a sistemas de identificação por radiofrequência (RFID), entre outros. Os entrevistados também disseram que o robô pode operar em ambientes com temperatura de -5 a 50 ºC e tem bateria com autonomia de 12 horas. Também é comercializada pela companhia uma estação de recarga para onde o Robios vai sozinho assim que detecta a proximidade do fim da carga de sua bateria, o que requer um tipo de programação específica. Autômatos poderão carregar até 150 kg Robôs em versões com capacidade para transportar peças com peso de 100 e 150 kg estão sendo desenvolvidos pela Human Robotics. De acordo com Olivier, os clientes podem contar com treinamento e serviços de assistência técnica, e também podem consultar a companhia sobre a realização de testes no chão de fábrica. Segundo o executivo, “providenciamos ensaios no ambiente fabril para mostrar para o cliente que a nossa solução pode atender às suas necessidades. Assim, podemos implantar um robô lá e

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deixar que ele opere por alguns meses, por exemplo”, concluiu.

Reciclagem de ferramentas terá apoio digital e logístico A Sandvik Coromant anunciou atualizações em seu esquema de reciclagem de forma a permitir que os clientes vendam suas ferramentas de corte desgastadas de volta à empresa, para que metais duros como o tungstênio possam ser reutilizados. A reciclagem de ferramentas se tornou um processo baseado em dados, com um portal on-line no qual os clientes podem solicitar a coleta de itens que já não são mais usados e receber informações

Imagem: Sandvik

sobre os ganhos financeiros e de sustentabilidade que podem ser obtidos com esta ação. Conforme informado pela Sandvik, as reservas mundiais de tungstênio estão em torno de sete milhões de toneladas – o suficiente para 100 anos de consumo – e por isso é fundamental que os fabricantes de máquinas-ferramentas deem

o exemplo e facilitem as práticas de reciclagem de ferramentas. A Sandvik Coromant tem incentivado a reciclagem de metal duro cementado desde 1997. O pó metálico obtido com o beneficiamento das ferramentas usadas é submetido à purificação química que ajuda a recuperar os materiais, conferindolhes as mesmas propriedades do tungstênio originalmente extraído das minas. Os elementos adicionais no metal duro cementado também são tratados, a exemplo do cobalto, que é recuperado e enviado para parceiros recicladores. Com as atualizações do programa, os clientes da Sandvik Coromant que desejam vender suas ferramentas recicladas para

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a companhia poderão acessar o portal on-line e receber uma cotação instantânea para o volume que desejam reciclar, além de garantir um horário de coleta do pedido e receber caixas de reciclagem com antecedência. O portal também fornecerá dados sobre a quantidade de emissões de carbono reduzidas pelo metal que eles reciclaram. De acordo com Antonia Dåderman, gerente de programa EPMO da Sandvik Coromant, “95% de uma pastilha de metal duro pode ser reciclada. Desse metal duro, o tungstênio representa cerca de 75%”. Atualmente, estão em andamento esquemas-piloto globais para o programa de reciclagem, e a implementação para todos os clientes está sendo planejada para 2025. Mais informações sobre o programa podem ser solicitadas pelo site da empresa.

Go4 robotics incentiva o uso de robôs na indústria O uso de robôs no ambiente produtivo, em suas versões autônoma, colaborativa ou integrados a processos, é uma solução para a escassez de mão de obra qualificada, que tem sido um desafio para o setor industrial, especialmente para as pequenas e médias empresas (PME). À medida que os robôs se tornam mais fáceis de instalar, implementar e operar, eles se tornam mais acessíveis para as PMEs, que passam também a atrair mais jovens para o seu quadro de funcionários. Pensando nesses desafios, a Federação Internacional de Robótica (IFR) criou a plataforma on-line Go4Robotics, que oferece informações e orientações visando simplificar a adoção

Notas & Informações

de processos robotizados pelas pequenas indústrias. A plataforma on-line da IFR promove a conscientização sobre as vantagens que os robôs oferecem para a execução de tarefas repetitivas e em ambientes insalubres, sugerindo conteúdo informativo voltado para as diferentes aplicações da robótica, além de conteúdo educacional que visa desfazer alguns mitos criados em torno da robótica industrial. Estudos de caso apontando ganhos de produtividade em diferentes ambientes industriais também podem ser encontrados na plataforma.

Imagem: IFR/Go4robotics

Usinagem para graduandos em engenharia Está disponível para comercialização o livro “Usinagem para engenharia: um curso de mecânica do corte”, de autoria de Anna Carla Araujo, Adriane Lopes Mougo e Fábio de Oliveira Campos. A obra foi elaborada com a proposta de integrar conhecimentos sobre o processo de usinagem e os provenientes de outras áreas de engenharia como, por exemplo, processos de fabricação e materiais. Os fundamentos dos processos mecânicos de corte também permeiam o conteúdo do livro, assim como temas relacionados à mecânica dos

meios sólidos, metrologia e ao projeto de peças usinadas, bem como experimentos neste sentido. Esses e outros tópicos são abordados ao longo de 360 páginas, constituindo uma compilação de informações pensada para auxiliar graduandos em engenharia e profissionais do setor metalmecânico. A obra é dividida em três partes, sendo a primeira voltada para as tecnologias usadas atualmente no ramo de usinagem, que abrange ainda os fundamentos técnicos de processos produtivos, nomenclatura de equipamentos e ferramentas, materiais e a cinemática dos processos envolvidos. Características dos processos de corte e os fenômenos físicos envolvidos são os temas centrais da segunda parte, na qual também se encontram tópicos sobre tensões elásticas e plásticas, atrito e temperatura, entre outros. Na última parte do livro o leitor encontrará conteúdo elaborado conforme alguns resultados obtidos a partir da realização de processos de usinagem. Isso inclui características superficiais de peças usinadas, além do índice de desgaste de ferramentas e usinabilidade de materiais. Mais informações a respeito deste livro, comercializado em versão física e eletrônica, podem ser obtidas pelo telefone 0800-773-3838.

Imagem: Magalu

Guia I

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Centros de usinagem vertical

Tempo de troca (s)

Avanço rápido máximo X (m/min)

Avanço rápido máximo Y (m/min)

Avanço rápido máximo Z (m/min)

Motor do eixo-árvore (kW)

Motor do eixo-árvore (rpm max.)

60 a 120

60 a 75

7,3 a 65,4

10.500 a 40,000

24 a 32

2a6

36 a 48

24 a 36

3,7 a 15

8.000 a 15.000

8 a 24

3a7

15 a 30

15 a 24

3,8 a 20

8.000 a 12.000

4 a 60

4 a 50

5,5 a 55

450 a 20.000

12 a 80

1,7

10 a 40

8 a 30

7,5 a 25

4.500 a 22.000

8 a 20

5 a 10

2 a 24

0,75 a 4,9

10.000

63/100

24 a 180

3a5

10 a 48

5,5 a 53

6.000 a 40,000

30/50

63/100

12 a 40

1a2

12 a 60

10 a 50

5,5 a 40

4.000 a 24.000

250 a 28.000

40/50

40 a 100

24 a 60

3a8

30 a 48

10 a 25

3.500 a 40.000

350 a 1.000

16 a 30

1,2 a 4,7

24 a 36

24 a 32

5,5 a 22

10.000 a 12.000

1 a 20

1.800

40/50

1 a 120

1,8 a8

36 a 60

10 a 50

18,5 a 40

15.000 a 20.000

950 x 500 a 1.800 x 900

1a2

500 a 1.600

22 a 60

20 a 48

11,5 a 23

6.000 a 24.000

530 x 1.550

1a2

500 a 1.700

24 a 60

3a8

24 a 48

11 a 30

4.500 a 20.000

Curso X (mm)

Curso Y (mm)

Curso Z (mm)

Dimensões/diâmetro da mesa (mm)

Número de paletes

AMS Brasil (47) 3423-2125 [email protected]

Chiron, Alemanha

78 a 6.000

56 a 1.100

50 a 800

1.200

1a2

Chevalier (*) www.chevalier.com.tw [email protected]

Taiwan

520 a 1.525

368 a 635

380 a 510

700 a 1.650

250 a 1.500

•

CIMHSA (41) 3596-4477 [email protected]

Travis, Taiwan

390 a 4.000

240 a 1.000

400 a 900

810 x 250 a 1.000 x 4.200

80 a 2.500

40/50

Cosa (19) 99759-5905 [email protected]

Neway, China

300 a 10.500

200 a 4.200

300 a 1.600

420 a 2.000

1a2

250 a 45.000

350 a 2.500

320 a 900

330 a 850

750 x 420 a 2.840 x 750

1a2

400 a 1.800

30 a 50

Emco Maier, Áustria

190 a 350

140 a 250

120 a 300

420 a 520

10 a 100

Taiwan

760 a 6.200

510 a 3.600

510 a 1.300

860 a 6.200

1a2

300 a 25.000

40/50

Euros Tec (54) 99266-5013 [email protected]

Micro Dynamics, KEN, WIM, Eurostec; Taiwan

400 a 6.500

230 a 3.200

300 a 1.000

600 x 300 a 6.000 x 2.500

1a2

150 a 30.000

Fidia (11) 94051-1083 [email protected] www.fidia.com

Fidia, Itália

700 a 6.200

400 a 3.600

460 a 1.300

840 x 400 a 6.000 x 3.100

Industrial Capital (41) 3557-1966 [email protected]

Sinitron, China

600 a 1.500

400 a 800

400 a 700

800 x 400 a 1.400 x 800

Intertec (19) 3283-0021 [email protected]

Kitamura, Japão; Leadwell, Taiwan

254 a 2.040

305 a 1.380

300 a 1.350

230 a 2.100

800 a 1.600

500 a 900

500 a 810

450 a 1.570

400 a 900

400 a 950

Debmaq (35) 3433-8310 [email protected] Didatech (11) 98785-5025 [email protected] Eumach (11) 3996-2925 [email protected]

Midas (11) 99915-9048 [email protected] Msaucer (19) 99174-4242 [email protected]

Victor Taichung, Taiwan

Cone ISO

Fabricante País

Outros

1,7 a 3,4

Empresa Telefone E-mail

Cone HSK

12 a 304

Carga máxima sobre a mesa (kg)

Quantidade de ferramentas no magazine

Os centros de usinagem vertical são versáteis e possuem recursos para elevada produtividade. Suas características são detalhadas neste guia, que reúne uma amostra das opções disponíveis no mercado nacional, com informações compartilhadas pelos seus fornecedores.

100

40/50

BT40

36 a 100

BT40/ 50

Cone HSK

15 a 5.000

40/50

25 a 63

600 a 3.000

610 a 840

640 a 760

914 x 560 a 3.200 x 840

1a2

900 a 6.750

40/50

Hermle, Alemanha

350 a 1.200

440 a 1.300

330 a 900

320 a 1.200

1 a 20

100 a 2.500

40/50

China

800 a 1.500

500 a 800

500 a 700

1.000 x 500 a 1.700 x 800

1a3

500 a 1.500

40/50

3.000 a 25.000

1.200 a 2.000

1.200 a 5.000

1.000 a 2.500

5.000 a 30.000

Romi (19) 3455-9273 [email protected] Tecno-How (11) 98402-0504 [email protected] Whalescnc (*) www.whalescnc.com [email protected] Zayer (11) 99406-1954 [email protected]

63/100

Motor do eixo-árvore (rpm max.)

Cone ISO

199 a 3.200 x 1.000

Motor do eixo-árvore (kW)

Carga máxima sobre a mesa (kg)

210 a 1.120

Avanço rápido máximo Z (m/min)

Número de paletes

294 a 2.200

Avanço rápido máximo Y (m/min)

Dimensões/diâmetro da mesa (mm)

310 a 3.000

Avanço rápido máximo X (m/min)

Curso Z (mm)

Röders, Alemanha; C. B. Ferrari, Itália

Tempo de troca (s)

Curso Y (mm)

Resitron (54) 99210-2427 [email protected]

Quantidade de ferramentas no magazine

Fabricante País

Outros

Empresa Telefone E-mail

Curso X (mm)

Dezembro 23 / Janeiro 24

16 a 86

3a5

30 a 60

6 a 82

22.000 a 80.000

20 a 40

3,2 a 4,8

30 a 40

24 a 40

20 a 30

6.000 a 15.000

20 a 528

4a8

30 a 60

16 a 70

9.000 a 42.000

3 a 40

24 a 48

24 a 36

7,5 a 18,5

6.000 a 12.000

20 a 120

15 a 60

20.000 a 50.000

20.000 20.000 a a 50.000 50.000

32 a 61

3.000 a 24.000

(*) A empresa procura por reprsentante para o Brasil. Obs.: Os dados constantes deste guia foram fornecidos pelas próprias empresas que dele participam, de um total de 53 empresas pesquisadas. Fonte: Revista Máquinas e Metais, dezembro de 2023/janeiro de 2024.

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Torneamento

Análise de fluido de corte orgânico à base de óleo de mamona aplicado à usinagem G. D. da S. Machado

Empresas do setor de usinagem pretendem reduzir os resíduos sólidos e líquidos provenientes de seus processos produtivos como, por exemplo, cavaco, resíduos de lubrificantes e borra proveniente do processo de retificação, visando alinhar suas operações aos conceitos de sustentabilidade. Foi então feito um estudo de possíveis fontes de óleo na natureza, e também os possíveis aditivos necessários para agregar a esse óleo as propriedades necessárias para a aplicação na usinagem. Foi escolhido o óleo de rícino 100% natural proveniente da mamona e foram feitas algumas misturas envolvendo emulsionantes e bactericidas até ser obtido um fluido que apresentasse viscosidade adequada e boa capacidade de refrigeração.

a busca pelo desenvolvimento sustentável, a indústria procura fazer uso de matérias-primas e recursos provenientes de fontes renováveis, bem como otimizar seus processos produtivos e contribuir para a redução do impacto causado ao meio ambiente. Ações como essas estão entre as premissas que visam garantir a promoção da saúde da população, a preservação de recursos naturais e a continuidade da economia, por exemplo. Neste sentido, algumas empresas do setor metalmecânico especializadas em usinagem vêm estudando meios e formas de reduzir os resíduos sólidos e/ou líquidos provenientes de seus processos de produção como

Figura 1 – Torneamento retilíneo cilíndrico externo. Fonte: Sandvik, 2012

óleos lubrificantes ou protetivos, fluidos refrigerantes, cavaco e a borra gerada no processo de retificação, entre outros. Uma das ideias que surgiram a partir daí é o desenvolvimento de

Gabriel Debastiani da Silva Machado ([email protected]) é concludente do curso Técnico em mecatrônica do Centro de Formação Profissional SENAI – Plínio Gilberto Kröeff, São Leopoldo (RS). Contou com o apoio de Adílio Felipe ([email protected]) e Carine de Azevedo ([email protected]. br), orientadores do presente trabalho, e de Fernando Aguiar ([email protected]). Este artigo foi apresentado na edição de 2023 da Feira Nordestina de Ciências e Tecnologia (FENECIT), realizada em Recife (PE) entre os dias 26 e 30 de setembro. Reprodução autorizada.

um fluido de corte 100% biodegradável capaz de obter boa performance no processo de torneamento, que foi pensado para ser usado como agente refrigerante. Trata-se de um trabalho baseado nos três pilares da sustentabilidade (social, ambiental e econômico) que tem como objetivo a produção de um fluido de corte que ao mesmo tempo atenda aos parâmetros do torneamento, proporcionando uma boa usinabilidade em aços, e que seja mais amigável ao meio ambiente. Além disso, a refrigeração é um dos principais fatores que influenciam o desempenho dos processos de usinagem, em que, geralmente, utiliza-se óleos de corte de origem mineral ou sintética. Este é um fator relevante no que tange à estimativa de que anualmente são utilizados aproximadamente 1,25 bilhão de litros desses fluidos que, mesmo quando tratados por empresas especializadas, acabam

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ferramenta em relação à peça usinada. Na figura 2 outros pontos são indicados como superfície a usinar, superfície usinada e cavaco. Calor na usinagem O atrito decorrente do cisalhamento e a deformação plástica decorrente do corte da peça ocorFigura 2 – Parâmetros de corte e superfícies em torneamento rem conjuntamente cilíndrico externo. Fonte: Amorin, 2002 à geração de calor, que depende, diretamente, das condições de corte empregadas se tornando grandes vilões para o como, por exemplo, velocidade meio ambiente. de corte, avanço, profundidade de usinagem e o uso ou não de Fundamentação teórica fluido de corte (7, 10) (Diniz, 1999). Além disso, o inevitável calor Torneamento gerado na remoção do material e O torneamento é um processo na criação de cavaco é objeto de mecânico de usinagem que comestudos na área da mecânica dos preende o modelo retilíneo cilínmateriais (8). O calor é quase que drico externo, em que a peça em totalmente uma consequência da processamento gira em torno do transformação da energia mecâeixo principal de rotação da mánica em energia térmica. Dentre quina e a ferramenta desloca-se

seus efeitos estão o aumento do desgaste da ferramenta, o aumento da dilatação térmica da peça e o dano à sua estrutura superficial. Para minimizar ou mitigar esses efeitos indesejáveis, é necessário aplicar métodos que reduzem o coeficiente de atrito durante o corte. A figura 3 mostra como ocorre a distribuição de calor durante o torneamento (esquerda) e a temperatura crítica à qual algumas ferramentas podem estar limitadas (direita). O calor produzido na usinagem é proveniente da defor mação da raiz do cavaco e dos atritos entre cavaco-ferramenta e peçaferramenta. É transmitido entre as partes em contato de acordo com o calor específico e com a condutividade térmica de cada material, e ainda conforme a área de contato. Com o aumento da temperatura as características físicas e mecânicas dos metais são alteradas, podendo afetar a vida útil da ferramenta, por exemplo. O calor gerado durante a produção de cavaco tem como principais origens a deformação plástica do

paralelamente ao eixo principal de rotação da máquina, removendo gradativamente o material da peça e formando cavacos, por uma única superfície de saída (10). A figura 1 mostra alguns exemplos de movimentos típicos do processo de torneamento, onde: • Frequência de rotação (n) – é o número de voltas por unidade de tempo, medido em rotações por minuto (rpm); • Profundidade de corte (ap) – é a profundidade em que a ferramenta penetra na peça para remover o seu material; • Avanço (fn) – é a translação da

Figura 3 – Distribuição de calor no torneamento e temperatura crítica da ferramenta. Fonte: http://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/6777-fluidos-de-corte solucionam-problemas-da-usinagem

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Torneamento

Figura 5 – Rugosidade. Fonte: Diniz, 2013

Figura 4 – Aplicação de fluido de corte na usinagem. Fonte: http://www.quimatic.com.br/produtos/usinagem/fixoflex/

cavaco na região de cisalhamento, o atrito do cavaco com a superfície de saída da ferramenta e o atrito da peça com a superfície de incidência da ferramenta. O aumento da temperatura da ferramenta pode levar à diminuição de sua dureza e ao seu desgaste acelerado. Por isso é imprescindível alterar os parâmetros de usinagem, ou empregar fluidos refrigerantes e lubrificantes de corte (Ferraresi, 1977). Para exaltar a importância do uso de fluidos de corte para a refrigeração, outros efeitos na peça, oriundos do aumento do calor em usinagem, podem ser destacados como: • Aumento das tensões e consequente deformação da peça; • Coloração na superfície da peça; • Dimensionamento alterado, pois após a normalização para a temperatura ambiente suas medidas poderão ser alteradas naturalmente; • Dificuldade de manuseio na operação.

Aços As ligas baseadas em ferro, ou ligas ferrosas, incluem aços carbono, aços-liga e os ferros fundidos. As ligas não-ferrosas são todos os outros metais que não contêm ferro como constituinte principal (5). Aproximadamente 90% em peso dos materiais metálicos são compostos de ligas ferrosas, os quais possuem uma ampla faixa de microestruturas e propriedades relacionadas. Grande parte dos projetos executados pela área de engenharia que necessitam de um aumento de sua capacidade de carga e durabilidade usa ligas ferrosas, que são divididas em duas categorias gerais baseadas na quantidade de carbono presente no material. O aço geralmente contém entre 0,05% e 2,0% em peso de carbono. Os ferros fundidos contêm, normalmente, entre 2,0% e 4,5% em peso de carbono. Além da liga aço carbono, também são acrescidos outros metais para dar características desejadas ao material como níquel, manganês, cromo, fósforo, silício, molibdênio, entre outros. A quantidade da adição total desses elementos de liga é o que os diferencia, sendo chamados de aços

de baixa liga quando possuem 5% ou menos desses elementos, e aços de alta liga quando este valor é ultrapassado (25). Fluido de corte A literatura indica que em 1890 teve início o uso de fluidos de corte na usinagem de materiais, por F. W. Taylor, primeiramente com água pura, obtendo um aumento de 33% na velocidade de corte e um razoável controle da temperatura da peça e da ferramenta (8) . Posteriormente, prosseguiu acrescentando alguns aditivos como soda ou sabão para melhorar o desempenho e proteção das peças. Com o tempo, também foram usados óleos emulsionáveis que, diluídos em água, tornavam a usinagem cada vez mais produtiva e rentável. A figura 4 mostra um processo prático da aplicação do fluido, em que um tubo flexível conduz o seu fluxo direcionado ao ponto de corte (1). Nos processos de usinagem o corte gera um forte atrito entre a peça e a ferramenta. A fim de minimizar o desgaste da ferramenta e diminuir a dilatação térmica do material a ser cortado usa-se ﬂuidos refrigerantes durante a operação (7) (Ferraresi, 1977). Conforme indica a literatura, os fluidos de corte são líquidos. Eles podem ser lubrificantes, refrigerantes ou exercer as duas funções (9). Como lubrificantes, eles agem para reduzir a

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área de contato entre o cavaco e a ferramenta, e como refrigerantes eles diminuem a temperatura de corte, tanto pelo aumento da dissipação do calor como pela redução da geração dele. O fluido deve penetrar na interface cavaco-ferramenta até a ponta da ferramenta. Existem várias vias de aplicação do fluido: pela superfície de saída (sobre cabeça), pela superfície de folga, na saída do cavaco (entre a superfície de saída da ferramenta e o cavaco) e diretamente da zona de aderência, injetando o fluido por dentro da ferramenta de corte. Os fluidos de corte também são definidos como elementos ou compostos em estado sólido, líquido ou gasoso, em sua maioria, líquido (Fer raresi, 1977). Eles atuam como agentes de melhoria do corte da seguinte maneira: a) melhorando o desempenho do mecanismo de formação e expulsão do cavaco; b) aumentando a qualidade dimensional da peça usinada; c) refrigerando a peça, a fer ramenta e a máquinafer ramenta; d) melhorando o acabamento da super fície da peça usinada; e) diminuindo o consumo de energia no processo; f) aumentando o tempo para

a substituição de fer ramenta, consequência de um menor desgaste da aresta de corte; e g) eliminando a corrosão da peça. O torneamento é um processo bastante crítico devido à alta temperatura à qual é submetido o material, o que requer o uso de um fluido de corte conhecido como lubrificante ou refrigerante, e que tem como principais funções na usinagem reduzir o atrito entre a ferramenta e a superfície em corte (lubrificação) e diminuir a temperatura na região de corte (refrigeração), prolongando a vida da fer ramenta e garantindo a precisão dimensional da peça pela redução de distorções térmicas (18, 19) . Dentre suas funções estão ainda retirar o cavaco da região de corte, diminuindo a chance de ocorrer entupimento dos poros do rebolo durante a operação, proporcionar proteção contra a corrosão e lubrificar a região de contato peça-ferramenta, reduzindo o atrito (22). A lubrificação feita pelo fluido de corte reduz as forças envolvidas no processo, diminuindo a geração de calor na zona de corte (14). O uso de fluido de corte proporciona proteção contra a corrosão da ferramenta, da peça usinada

Figura 6 – Torno. Fonte: autor, 2023

e da máquina operatriz, criando uma película protetora em suas superfícies (7). Mas o efeito final desejado à peça não depende somente do fluido de corte e sim de outras propriedades como, por exemplo, condições de corte, ou seja, do material da peça, da ferramenta de corte e de parâmetros de usinagem como o aumento da velocidade de corte, que influencia na vida útil da ferramenta (13). Classificação É possível classificar os fluidos de corte dividindo-os em sintéticos, semi-sintéticos, emulsões, óleos integrais, gases e névoas, e ex t r a c l a s s e . Ta m b é m p o d e m ser classificados em três tipos: ar, aquosos e óleos. O tipo ar geralmente age como removedor de cavaco da região de corte e como refrigerante em baixa escala, sendo indicado para materiais que podem danificar a máquinaferramenta. O tipo aquoso como água, pouco usado atualmente, é restrito à refrigeração, tem baixa viscosidade, provoca a corrosão de metais ferrosos e tem baixo poder umectante nos metais, enquanto o tipo aquoso como emulsão provém da mistura de água com uma porcentagem de

Figura 7 – Processo de torneamento. Fonte: autor, 2023

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Torneamento

Tabela 1 – Classificação das vantagens e desvantagens dos fluidos sintéticos Vantagem

Desvantagem

Altíssimo controle microbiótico

Baixíssima lubricidade

Não propaga a chama

Pode causar a remoção da lubrificação de guias e mancais

Alto poder refrigerante

Pode ser prejudicial à pele em caso de manuseio sem proteção, causando irritação, por exemplo

Alta estabilidade na mistura com águas que possuem cátions, cálcio, magnésio e ferro II

Pode ser facilmente contaminado por outros fluidos

Baixa formação de névoa e espuma Os elementos sintéticos presentes no fluido não aderem à peça, à ferramenta ou ao cavaco, aumentando o rendimento Fonte: autor, 2023 óleo emulsionável (de 1 a 20%), garantindo grande capacidade de refrigeração. Emulsões são apropriadas para usinagem cujo requisito primordial é a refrigeração da ferramenta e/ou da peça, e a retirada de material é moderada. Algumas emulsões adquirem características que supor tam altíssimas pressões para operações de corte severas, em que o óleo não vaporiza, garantindo alto poder lubrificante.

Os óleos puros usados como fluidos de corte na usinagem apresentam qualidade de lubrificação superior, proporcionando menos atrito e gerando menos calor na remoção de material, sendo preferíveis quando a profundidade de corte é maior e a velocidade de corte menor. Eles apresentam metade do calor específico da água, ou seja, capacidade refrigerante inferior, e ainda têm custo elevado em relação às soluções, e

Figura 8 – Corpo de prova. Fonte: autor, 2023

estão relacionados a uma maior chance de ocorrência de chama, bem como são ineficientes em altas velocidades de corte (8). A classificação dos fluidos também os divide da seguinte forma (12): • Fluidos miscíveis em água: subdivididos em sintéticos, semisintéticos e emulsões; • Fluidos não miscíveis em água: subdivididos em óleos integrais, gases e névoas, e sólidos. Fluido sintético Nessa classificação os fluidos não apresentam óleo mineral em sua composição e sim, em geral, elementos químicos lubrificantes (produtos orgânicos e inorgânicos que não contêm óleo), e também inibidores de corrosão dissolvidos em água. Assim como os fluidos integrais, os sintéticos também devem ser diluídos em água. São mais indicados para trabalhos que produzem mais calor na remoção do material e requeiram maiores velocidades de corte. Outras ca-

Figura 9 – Pipeta com fluido. Fonte: autor, 2023

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racterísticas são a transparência e a pouca formação de espuma. Na tabela 1 são classificadas as vantagens e desvantagens dos fluidos sintéticos (12). Além disso, na literatura são indicadas outras características dos fluidos sintéticos (17): • Em algumas ocasiões quando são submetidos a forte agitação, os fluidos sintéticos podem apresentar espuma e névoa; • Agentes que diminuem a tensão superficial na interface sólido/ líquido podem ser adicionados ao fluido para evitar que outras partes da máquina sejam prejudicadas; • Aditivos de extrema pressão podem compor o fluido para aplicações mais severas. Fluido semi-sintético Fluidos semi-sintéticos podem ser classifi cados como integrais (semi-químicos) por serem providos de óleos minerais (subproduto derivado do petróleo), em cerca de 2 a 30%. Podem conter óleos gra-

xos, de origem vegetal ou animal, ﬂuidos sintéticos, emulsificadores, agentes molhantes, inibidores de corrosão e biocidas. São produzidos e fornecidos de forma concentrada para solubilizar-se com água antes da aplicação à usinagem. Na tabela 2 são classificadas as vantagens e desvantagens dos ﬂuidos semi-sintéticos (12). Emulsões (miscíveis em água) Emulsões ou óleos solúveis em água são substâncias que se diluem com a ajuda de emulsificadores que reagem de forma a dispersar o óleo e homogeneizar a mistura, formando o fluido de corte. São amplamente usados por apresentarem um bom equilíbrio entre lubrificação e resfriamento, e por terem aplicações em metais ferrosos e não ferrosos. Entretanto, algumas desvantagens podem ser citadas (12), como: • A água, acrescentada para a diluição, aumenta a produção e a proliferação de bactérias, podendo evaporar e corroer a peça, a ferramenta e algumas partes da máquina, caso a aplicação de adi-

Tabela 2 – Classificação das vantagens e desvantagens dos fluidos semi-sintéticos Vantagem

Desvantagem

Alta aplicabilidade em usinagem

Perda de estabilidade com a dureza da água

Armazenamento descomplicado

Boa capacidade de lubricidade e resfriamento

Alto índice de criação de espuma

Baixa viscosidade

Baixa capacidade de produção de bactérias, fumaça e névoa

Lubrificação relativamente baixa em comparação com óleos solúveis

Alta proteção contra corrosão Grande vida útil Fonte: autor, 2023

Figura 10 – Câmera termográfica. Fonte: autor, 2023

tivos não seja feita corretamente; • Tem alto custo de manutenção, sendo, a longo prazo, um meio de fluido economicamente menos atrativo; • Propicia a formação de névoa de óleo, que pode ser prejudicial à saúde do operador. Óleos Integrais Nessa classificação não há a presença de água em sua composição. Sendo assim, possuem baixa capacidade refrigerante. Entre os óleos integrais estão os óleos minerais puros, que promovem alta proteção contra a corrosão, mas com poder de lubrificação limitado em altas pressões; óleos graxos, que possuem alta lubricidade e que aderem à superfície da peça e da ferramenta; óleos mistos, que são resultado da mistura de óleos graxos com óleos minerais, os quais garantem boa umidade e lubricidade (perdida ao ser obtida temperatura acima de 150 °C); e os óleos com aditivos EP, que podem

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Figura 11 – Rugosímetro. Fonte: autor, 2023

receber enxofre, cloro e compostos fosforosos, aumentando a sua capacidade em envolver a peça e a ferramenta com uma película anti-solda, aumentando também a proteção contra aresta postiça (17) . Na tabela 3 são classificadas as vantagens e desvantagens dos fluidos integrais (12).

Torneamento

Fluido extraclasse Também chamados de fluidos de corte biodegradáveis, os fluidos extraclasse caracterizam-se pela facilidade de degradação após o seu uso e, em geral, não trazem riscos à saúde dos operadores. Em alguns casos apresentam melhor rendimento como, por exemplo, quando são comparados aos fluidos de corte convencionais (17). O óleo de babaçu, também considerado um fluido extraclasse, foi testado como fluido de corte em usinagem de aço 1045 (20). Nos testes foram comparadas as temperaturas do fluido extraclasse com as observadas na usinagem a seco e usinagem usando fluido comercial. O óleo de babaçu apresentou resultados semelhantes ou melhores que os demais, ficando na faixa de 120 °C no corte. Outro fluido extraclasse, extraído do óleo da mamona, é o chamado fluido OPF, que foi desenvolvido a partir de testes e análises em usinagem de retificação, em que foram obtidos bons resultados de lubricidade e refrigeração, além de fácil biodegradabili-

Tabela 3 – Classificação das vantagens e desvantagens dos fluidos integrais Vantagem

Desvantagem

Alta capacidade de lubrificação

Alto custo de aquisição

Ideais para operações que requeiram maior precisão e menor velocidade de corte

Baixo rendimento da refrigeração

Aumento da vida útil da ferramenta

Risco de incineração

Alta proteção contra corrosão

Pode formar névoa durante a usinagem

Manutenção fácil e grande vida útil em armazenamento

Fonte: autor, 2023

Baixa aplicabilidade em usinagem Dificulta a limpeza da peça usinada após o seu processamento

dade (2) . Há também um fluido extraclasse criado pela empresa Bondmann Química, denominado Fluid B90. De acordo com informações disponíveis em um catálogo da companhia (3), este fluido apresenta algumas características vantajosas em relação aos fluidos de corte convencionais. É importante ressaltar que o Fluid B90 é isento de óleo de qualquer natureza, portanto é atóxico, não espuma e possui alta resistência microbiana. Ele foi considerado prontamente biodegradável após análise em laboratório (21), em que determinou-se um grau de 93,3% de biodegradabilidade pelo método OECD n° 301. Aliado à alta lubrificação e uma ótima refrigeração, o Fluid B90 pode ser considerado eficiente na usinagem e amigável ao meio ambiente se for comparado com fluidos de corte convencionais. Importância do fluido na usinagem De acordo com a literatura, o fluido é o principal meio lubrificante e refrigerante usado na usinagem (8), uma vez que reduz o coeficiente de atrito entre cavaco, ferramenta e peça. Possui um papel fundamental na troca de calor, controlando a temperatura de trabalho, a qual ocorre pela condução térmica, em que o fluido é introduzido diretamente no ponto de corte da peça usinada, absorvendo e dissipando o calor presente em superfícies em contato. Para tanto, é necessário que o fluido possua as seguintes características: a) Como lubrificante: boa fluidez; baixa tensão superficial; suportar a pressões e temperaturas superiores sem vaporizar; viscosidade que permita uma circulação des-

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complicada e ao mesmo tempo uma boa aderência às superfícies em contato; b) Como refrigerante: alto calor específico e alta condutividade tér mica; baixa viscosidade; e contato térmico perene; c) Outras características requeridas: não apresentar odores desagradáveis; proteger as partes em contato contra a corrosão; não apresentar risco à saúde. Mínima quantidade de fluido (MQF) Embora o fluido de corte convencional seja usado para promover melhorias na usinagem, seu uso pode causar alguns problemas como, por exemplo, alto custo de reciclagem, poluição ambiental, doenças cutâneas e pulmonares. Visando minimizar estes fatores, atualmente muitos estudos concentram-se em evitar ao máximo o uso de fluido de corte, ou até em não utilizá-lo, de forma a não prejudicar a qualidade da peça usinada ou a vida útil da ferramenta e do maquinário. Assim, alteram-se outros parâmetros como o uso de ferramentas de metal duro recobertas com novas camadas duras, principalmente de TiCN, TiA1N e AlTiN e diamantes, ou ainda, ferramentas de materiais cerâmicos e cermet (8). Outras alterações nas condições de corte, para evitar o uso de fluidos, são o aumento do avanço e a diminuição da velocidade de corte. Assim, a rugosidade da peça deve aumentar devido à maior área da ferramenta que entra em contato com o cavaco. O corte a seco pode não ser possível e nem vantajoso em alguns casos. Uma alternativa é o corte com mínima quantidade de fluido (MQF), em que o fluido é pulverizado (menos

de 60 ml/h) em fluxo de ar comprimido, podendo promover alta lubrificação ao corte, aumentando a vida da ferramenta (8). Em ensaios de torneamento do aço 1045 com fer ramenta de metal duro recoberta, em fase de acabamento, comparou-se a performance do corte sem fluido com o método MQF e óleo solúvel abundante. O MQF ficou atrás nos resultados obtidos referentes à rugosidade e à vida da ferramenta, sendo assim recomendados os métodos sem fluido ou que usa óleo solúvel abundante (24). Embora o uso de MQF seja muito recomendado, a promoção de um método ecológico leva à revisão de certas peculiaridades. A poluição ambiental existirá de qualquer maneira, sabendo que os óleos em sua maioria provêm do petróleo. Todo o fluido é consumido no processo, sem a possibilidade de reuso. O sistema que aplica o jato de óleo requer alta pressão, que deve ser provida por compressores de ar comprimido, muito ruidosos, poluindo sonoramente o ambiente de trabalho e dificul-

tando a comunicação. Assim, há estudos voltados para a diminuição do uso de fluidos de corte em usinagem (8). Aspectos nocivos dos fluidos de corte De acordo com a literatura, há uma crescente e notável consciência ambiental (2), que abrange o descarte de fluidos de corte. A legislação obriga que as empresas desenvolvam produtos mais amigáveis ao meio ambiente, porém ainda são muitos os efeitos agressores causados pelos fluidos de corte, que podem ainda afetar a integridade física do operador. Impactos ao ser humano Muitos fluidos de corte possuem componentes nocivos aos seres humanos, que, ao entrar em contato direto com quem os manuseia, podem causar doenças como: • Cutâneas – irritação e coceira, dermatites e erupções ou bolhas por eczemas; • Câncer – de pele, reto, cólon, bexiga, estômago, entre outros;

Figura 12 – Imagens da câmera termográfica 1, 2 e 3. Fonte: autor, 2023

Figura 13 – Imagens da câmera termográfica 1, 2 e 3. Fonte: autor, 2023

Torneamento

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Figura 14 – Rugosidade dos corpos de prova (CP1) e (CP2). Fonte: autor, 2023

• Pulmonares – asma, bronquite e pneumonia. Impactos ambientais relacionados aos fluidos de corte A maioria dos fluidos de corte usados atualmente reúne substâncias nocivas ao meio ambiente, muitas vezes contendo óleos minerais de difícil descarte. Além disso, durante a usinagem esses fluidos entram em contato com outras substâncias presentes na máquina como graxas e solventes, misturando-se e dificultando ainda mais o seu descarte correto, o que se torna economicamente inviável (17). A Resolução Nº 9, de 31 de agosto de 1993, do Conselho Nacional do Meio Ambiente, define de forma rigorosa a obrigatoriedade do descarte de óleos lubrificantes usados ou contaminados, cuja desobediência é considerada crime ambiental. A fim de atender aos requisitos de proteção ambiental, as fabricantes de fluidos de corte buscam mitigar os efeitos nocivos de seus produtos. As tecnologias mais atuais estão caminhando em prol de soluções para esses problemas (17).

Rugosidade superficial A rugosidade superficial caracteriza-se pelas microir regularidades presentes na superfície do material processado, podendo se apresentar de diversas maneiras. Em usinagem ela consiste basicamente em marcas regulares deixadas pelo per fil da ferramenta, misturando-se a outras irregularidades – variáveis do processo e do material. A r ugosidade pode se for mar, por exemplo, devido às microvibrações que ocorrem entre a ponta da ferramenta e a peça (15), e também devido às inclusões duras na matriz do material, aos vazios inter moleculares e às deformações térmicas. O tamanho das irregularidades pode variar de 0,1 µm até 10 µm dependendo da precisão do processo de fabricação e da qualidade de acabamento da superfície. A rugosidade ou textura de superfície de trabalho em mecânica de precisão afeta várias propriedades do material. Quantificação da rugosidade superficial Parâmetros de rugosidade são procedimentos usados para avaliar o acabamento superficial de um

componente. O mais amplamente usado é a rugosidade média, que consiste na média aritmética dos valores absolutos das ordenadas de afastamento em relação à linha média (figura 5). Pode ser representada como a altura de um retângulo com área igual à soma absoluta das áreas delimitadas pelo perfil de rugosidade e a linha média, e comprimento igual ao percurso de medição. O valor de Ra é geralmente expresso em µm no sistema métrico ou em µin no sistema inglês, com os rugosímetros apresentando, em geral, resolução que vai de 0,1 a 0,001 µm. A rugosidade de uma peça manufaturada é afetada por diversos fatores como o processo de fabricação e a geometria da ferramenta, passando pelos parâmetros de corte (8). Metodologia Desenvolvimento da formulação do fluido O fluido de corte orgânico à base de matéria-prima renovável foi desenvolvido com for mulação com três componentes: óleo de rícino, um bactericida e um emulsificante. Todos estes ingredientes são ambientalmente corretos e oriundos de processos renováveis. Ensaios em oficina Os ensaios de torneamento foram realizados em um torno mecânico Nardini modelo ND 220 – G, com rotação máxima de 2.800 rpm e potência máxima de 8 cv (5,88 kW), disponível no Centro de Formação Profissional Senai Plínio Gilberto Kröeff (São Leopoldo, RS) (figura 6). As peças foram fixadas usando uma placa universal de três castanhas, com o auxílio do ponto rotativo para melhor estabilidade durante a usinagem esta-

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belecido durante a preparação da máquina (figura. 7). Foram usados dois corpos de prova (CP1 e CP2) feitos de aço laminado SAE 1020, cujas dimensões são mostradas na figura 8. Em cada peça foram executados cinco passes de torneamento com profundidade de corte (ap) de 2 mm, velocidade de corte (Vc) de 100 m/min e avanço (f) de 0,1 mm/rev. O comprimento usinado em cada passe foi de 100 mm. O inserto usado para o torneamento das peças foi o modelo WNMG 080404 – para usinagem de aços em geral, de acordo com a norma ISO 1832 – com raio de ponta de 0,4 mm. O experimento foi dividido em duas etapas. Na primeira, o corpo de prova CP1 foi usinado utilizando o fluido Bondman LB10, com aspersão feita manualmente e com o auxílio de pipeta (figura 9). Na segunda etapa, o corpo de prova CP2 foi usinado utilizando o fluido refrigerante Fluidbio. Após a execução de cada passe, foi capturada uma imagem termográfica da peça, utilizando uma câmera termográfica Flir, modelo E8 – XT, operando com emissividade térmica de 0,95 (figura 10). Ao final do torneamento dos corpos de prova, ambos foram submetidos à medição da rugosidade com auxílio de um rugosímetro digital portátil Mitutoyo modelo SJ-201 (figura 11) disponível na unidade do Senai Plínio Gilberto Kröeff, obtendo os valores de rugosidade média (Ra) para posterior comparação.

passes de torneamento; b) análise comparativa da rugosidade média (Ra) e do desgaste da ferramenta de corte ao final da usinagem de cada corpo de prova; e c) análise comparativa do cavaco gerado na usinagem. Análise comparativa da evolução da temperatura As imagens da figura 12 foram capturadas pela câmera termográfica imediatamente após a realização do primeiro, terceiro e quinto passe de torneamento, respectivamente, usando o fluido de corte Bondman LB10. Como era esperado, e é indicado na literatura, a temperatura máxima da peça aumenta progressivamente à medida que os passes são executados (11) . As imagens da figura 13 foram capturadas imediatamente após a realização do primeiro, terceiro e quinto passe de torneamento, respectivamente, utilizando o fluido de corte Fluidbio. E mais uma vez foi constatado que ao longo do desenvolvimento dos passes de torneamento a temperatura máxima da peça aumentou. Ao comparar as temperaturas obtidas após cada um dos passes, percebesse que a usinagem com aplicação do fluido Fluidbio proporcionou a obtenção de tem-

peraturas máximas ligeiramente inferiores às referentes ao processo com aplicação do fluido Bondman LB10, desde o primeiro passe, indicando uma tendência de aumento progressivo da temperatura mais lento do que o apresentado na usinagem usando o fluido comercial. Análise comparativa da rugosidade média (Ra) Os dados de medição da rugosidade média (Ra) nos corpos de prova CP1e CP2 (figura 14) indicam também uma performance positiva do fluido de corte biodegradável quando este é comparado ao fluido comercial. Tendo em vista que a rugosidade superficial pode ser considerada muitas vezes como um critério de qualidade da peça usinada, esse resultado pode estar associado a uma condição de corte mais favorável, proporcionada pelo fluido de corte (Machado et al., 2013). Em relação ao desgaste da ferramenta de corte, não foi possível evidenciar nenhuma diferença relevante entre os dois casos. Análise comparativa do cavaco gerado na usinagem O cavaco produzido na usinagem do CP1 (figura 15), em que foi

Resultados e discussão Os resultados obtidos durante a usinagem foram analisados a partir de três fatores: a) análise comparativa da evolução da temperatura da peça ao longo dos cinco

Figura 15 – Cavaco proveniente da usinagem do CP1 e do CP2, respectivamente. Fonte: autor, 2023

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usado o fluido Bondman LB10, apresentou uma característica do tipo arco-solto, de acordo com a norma ISO 3685 (1993), além de apresentar uma coloração mais escurecida, o que indica um possível aumento da temperatura local. Já o cavaco produzido na usinagem do CP2 (figura 15), usando Fluidbio, apresentou uma característica do tipo helicoidal-curto, e coloração compatível à do aço com temperatura ambiente, indicando uma temperatura local mais baixa. Conclusão Pela análise dos dados é possível concluir que a usinagem de aço laminado SAE 1020 usando o fluido biodegradável Fluidbio tem influência sobre a temperatura final da peça, em que foram obtidos valores de temperatura, em média, dois graus abaixo da obtida com o fluido comercial. E, ao comparar os dados de rugosidade, constatou-se que o corpo de prova usinado com aplicação do Fluidbio apresentou rugosidade média (Ra) inferior à do corpo de prova CP2, com uma redução próxima de 32%. Sobre o cavaco produzido em ambos os casos é possível evidenciar condições distintas de corte, proporcionadas pela condição de lubrificação. E com relação ao desgaste da ferramenta não foi possível constatar diferenças relevantes, sendo assim necessária a realização de mais testes. Portanto, constatou-se a partir dos dados que a usinagem usando o fluido biodegradável pode ser uma boa alternativa no torneamento de aços de baixa liga, principalmente no que diz respeito à temperatura e rugosidade superficial.

Torneamento

Referências 1] Amorim, A. J. Estudo da relação entre velocidade de corte, desgaste de ferramenta, rugosidade e forças de usinagem em torneamento com ferramenta de metal duro. Dissertação (Mestre em engenharia) – Programa de Pós-graduação em engenharia mecânica, Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, 114f, 2022. 2] Alves, S. M. Adequação ambiental do processo de retificação através de um novo conceito de fluido de corte. Tese (doutorado) – Departamento de Engenharia Mecânica, EESC/USP, São Carlos, São Paulo, 199f, 2005. 3] Bondmann Química. Biolubrificante de última geração desenvolvido para usinagem e operação de corte. Canoas, 2015. 4] Bondmann Química. Revolução em usinagem. www.bondmann. com.br. Disponível em: https:// www.slideshare.net/slideshow/ embed_code/38611056. Acesso em: 12/06/2017. 5] Callister, W. D.; Rethwisch, D. G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 6] Cimm. Fluidos de corte solucionam problemas da usinagem. www.cimm. com.br. 07/04/2010. Disponível em: http://www.cimm.com.br/portal/ noticia/exibir_noticia/6777-ﬂuidosde-corte solucionam-problemas-dausinagem. Acesso em: 05/04/2017. 7] Chiaverini, V. Tecnologia mecânica: materiais de construção mecânica. São Paulo: McGraw-Hill, 1986. 8] Diniz, A. E.; Marcondes, F. C.; Coppini, N. L. Tecnologia da usinagem dos materiais. São Paulo: Artliber, 2013. 9] El Baradie, M. Cutting fluids: part I. Characterization. Journal of Materials Processing Technology, v. 56, p.78697, 1996.

10] Ferraresi, D. Fundamentos da usinagem dos metais. São Paulo: Edgard Blücher, 1970. 11] Felipe, A. Análise do processo de fresamento do aço AISI D6 endurecido utilizando mínima quantidade de lubrificante. 2016. 36f. Monografia (trabalho de conclusão do curso em Engenharia Mecânica) – Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2016. 12] Iowa. Waste Reduction Center. Cutting fluid management for small. 13] Lazoglu, I. & Altintas, Y. Prediction of tool and chip temperature in continuous and interrupted machining. International Journal of Machine Tools Manufacture, 42, 2002. 14] Machado, Á. R.; Da Silva, M. B. Usinagem dos metais. Uberlândia: Editora da Universidade Federal de Uberlândia, 1999. 15] Machado, Á. R.; Abrão, A. M.; Coelho, R. T.; Da Silva, M. B. Teoria da usinagem dos materiais. São Paulo: Edgard Blucher, 2009. 16] Machinig Operations. Iowa, 2010. Disponível em: http://www.iwrc.org/ downloads/pdf/cuttingFluid03.pdf. Acesso em: 01/12/2010. 17] Melo, D. S.; Bätzner, L. N.; Salati, M. R. Fluidos de corte. 2010. 51f. Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Santa Catarina. 18] Motta, M. F.; Machado, A. R. Fluidos de corte: tipos, funções, seleção, métodos de aplicação e manutenção. Revista Máquinas e Metais, p. 44-56, 1995. 19] Novaski, O.; Rios, M. Vantagens do uso de fluidos sintéticos na usinagem. Revista Metal Mecânica, nº 118, 56-62, 2002. 20] Pinheiro, R. M. et al. Análise da temperatura de corte na usinagem

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do aço ABNT 1045. XVII Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica, 2010. 21] Pró Ambiente Análises Químicas e Toxicológicas. Laudo de Análise – n° 6154A/2012. Porto Alegre, 2012. 22] Runge, P. R. F.; Duarte, G. N. Lubrificantes nas indústrias – Produção, manutenção e controle. Rio de Janeiro: Triboconcept, 1990. 23] Sandvick. Ferramentas de corte. Catálogo Sweden: Sandvick Coromant. in Portuguese, 2012. 24] Scandiffio, I. Uma contribuição ao estudo do corte a seco e ao corte com mínima quantidade de lubrificante em torneamento de aço. 2010. 63f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Estadual de Campinas, Campinas, São Paulo.

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25] Shackelford, J. F. Ciência dos materiais. São Paulo: Pearson, 2008.

O EVENTO DE INFRAESTRUTURA ELÉTRICA E GESTÃO DE ENERGIA

26] Stemmer, C. E. Ferramentas de corte I. Florianópolis: Editora da Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, 1995.

THE EVENT FOR ELECTRICAL INFRAESTRUCTURE AND ENERGY MANAGEMENT

27] Stoeterau, R. L. Processo de usinagem: fabricação por remoção de material. Apostila do curso de Engenharia Mecânica UFSC. Santa Catarina, 2004. 28] Werkema, M. C. C.; Aguiar, S. Análise de regressão: como entender o relacionamento entre as variáveis de um processo. TQC – Gestão pela Qualidade Total: Série Ferramentas da qualidade. Belo Horizonte: QFCO, 1996. 29] Werkema, M. C. C.; Aguiar, S. Planejamento e análise de experimentos: como identificar as principais variáveis influentes em um processo. Belo Horizonte: Fundação Christiano Ottoni, 1996.

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Guia II

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Coletores de névoa Nas operações de usinagem, o uso de fluido refrigerante gera uma névoa que pode afetar diretamente o bom funcionamento da máquina e a saúde dos operadores, além de eventualmente interromper a produção. Os coletores de névoa, objeto deste guia setorial, atuam promovendo a retirada dessa bruma e eliminando o seu impacto negativo no ambiente de trabalho.

Cortadoras de engrenagens

Eletroerosão

Retificadoras centerless

Retificadoras planas/cilíndricas

Tornos

•

Air Clean (51) 99999-9091 [email protected]

•

Dellbro (11) 4035-7373 https://dellbro.com.br/ [email protected]

•

China

Eletrosvip (11) 97266-0241 [email protected] Erimatech (47) 98885-5775 [email protected]

• Reven, Alemanha

Junker (11) 99892-3770 [email protected] Juwei Machinery (*) www.juwei-tw.com [email protected]

Taiwan

Keter (11) 94558-5916 [email protected]

Air Quality, EUA

Peso (Kg)

Centros de usinagem

•

4New Control www.4newcc.com [email protected]

Fabricante País

Nível de ruído máximo (dB)

Centros de rosqueamento

•

Empresa Telefone E-mail

Estágios de filtragem – dinâmico

Afiadoras

Estágios de filtragem – estático

Aplicações

40 a 100

29 a 65

18 a 118

80 a 200

30 a 200

•

58 a 885

•

35 a 57

•

KFAB (11) 5928-5770 [email protected]

•

Machsystem (19) 99140-6105 [email protected]

•

Metaltec (11) 97619-9675 [email protected]

•

5 a 300

•

50 a 90

•

19 a 48

Dezembro 23 / Janeiro 24

Eletroerosão

Retificadoras centerless

Retificadoras planas/cilíndricas

Tornos

Estágios de filtragem – dinâmico

Nível de ruído máximo (dB)

Peso (Kg)

•

50 a 60

3a4

45 a 100

60 a 45

10 a 48

Techfil (19) 99770-7188 [email protected]

Mistbuster, EUA

•

Union Tecnologia (11) 93403-0183 [email protected]

Losma, Itália

•

Estágios de filtragem – estático

Cortadoras de engrenagens

MJ Rombaldi (54) 99104-6784 [email protected]

Centros de usinagem

Fabricante País

Centros de rosqueamento

Empresa Telefone E-mail

Afiadoras

Aplicações

(*) A empresa procura por representante para o Brasil. Obs.: Os dados constantes deste guia foram fornecidos pelas próprias empresas que dele participam, de um total de 37 empresas pesquisadas. Fonte: Revista Máquinas e Metais, dezembro de 2023/janeiro de 2024.

Dezembro 23 / Janeiro 24

Produtos

Pastilhas para usinagem de canais

A alemã Walter (Sorocaba, SP) anunciou o desenvolvimento de uma série de pastilhas de metal duro chamada Tiger·tec ® Gold WSM33G, com patente pendente. Trata-se de uma classe de ferramentas de corte revestidas pelo processo de deposição física de vapor (PVD) e desenvolvidas para as altas cargas típicas da usinagem de canais. O material da ferramenta combina as ligas TiAlN de terceira geração com TiSiN, para formar um revestimento multicamadas com extrema dureza e maior tenacidade. Um pós-tratamento especial reduz o coeficiente de atrito. A ferramenta possui ainda uma camada externa dourada que facilita a detecção do desgaste. O revestimento PVD foi aplicado nas pastilhas de corte SX de aresta única com engate positivo e sistema de autotravamento, e também nas pastilhas intercambiáveis do sistema DX18 de aresta dupla, cobrindo as larguras de pastilha entre 1,0 e 10 mm.

Centro de usinagem A Breton (Itália) anunciou durante a Feira EMO, realizada na Alemanha em 2023, os novos recursos dos seus centros de usinagem de cinco eixos e de alta precisão da linha Matrix E1. Eles

são indicados para trabalhar peças de grandes dimensões, efetuando operações de desbaste em alta velocidade em aço, alumínio e compósitos. O equipamento foi atualizado de modo a ter uma melhor relação entre as dimensões externas e os cursos dos eixos. O curso transversal (Y) é de 2.500 mm e o longitudinal (X) é de 2.000 mm, com uma ampla janela para visualização do processo. A precisão das operações é favorecida pelo uso de um recurso patenteado que promove menos deformações estruturais por expansão térmica. Os cabeçotes foram concebidos para suportar as altas cargas de usinagem. Foram feitos também aprimoramentos no que se refere ao sistema de lubrificação.

Brocas para furar titânio

A suíça Mikron Tool desenvolveu uma linha de brocas adaptadas para furar diferentes ligas de titânio, um material de alto desempenho, com alta elasticidade e resistência à tração, mas cuja usinagem é um desafio. Para reduzir o calor na área de corte, as brocas da linha CrazyDrill Cool Titanium

foram projetadas com dois canais internos por onde circula o fluido refrigerante que é transportado diretamente para a área de usinagem, garantindo o resfriamento constante. O mesmo jato expulsa os cavacos da área de trabalho, evitando a sua adesão à ferramenta ou à peça que está sendo trabalhada. Elas são oferecidas com diâmetros na faixa de 1 a 6,35 m. As ferramentas foram apresentadas na última edição da feira EMO, que aconteceu em 2023 na Alemanha.

Escâner 3D portátil

Foi lançado pela Creaform (Canadá), com subsidiária em Campinas (SP), o escâner portátil de alta precisão Max Series, que compõe a linha de escâners 3D HandySCAN. Ele é recomendado para trabalhos que envolvem a inspeção e medição de peças usinadas com comprimento de até 15 metros, podendo ser usado no chão de fábrica e em trabalhos in loco. Apresenta precisão de medição de 0,100 mm + 0,015 mm/m – ISO 17025, em conformidade com a norma VDI/VDE 2634 parte 3 – e conta com 38 linhas de laser. Sua área de digitalização é de aproximadamente 1 x 1 metro, e ele conta com sistema de digitalização plug-and-play que pode operar com diferentes velocidades de escaneamento. Entre os seus recursos estão algoritmo de superfície que opera de forma combinada à inteligência artificial (IA) e fotogrametria integrada.

Guia III

Dezembro 23 / Janeiro 24

Filtros à gravidade

400 a 1.000

23 a 45

Metals Equipamentos (11) 94972-6474 [email protected]

50 a 2.000

20 a 60

100 a 4.000

Protemaster (11) 97205-2633 [email protected]

60 a 500

530 a 800

128 a 1.150

Union Tecnologia (11) 93403-0183 [email protected]

0 a 2.000

40 a 70

100 a 7.000

1 a 20

0 a 90

10 a 40

24 a 60

5 a 10

1 a 20

0 a 80

Outros

10 a 30

Telas metálicas

80 a 250

Tecidos

Machsystem (19) 99140-6105 [email protected]

Polipropileno

5 a 80

Poliéster e viscose

80 a 900

Papel

40 a 60

Feltro

40 a 360

Outros

Dieckmann (11) 5666-1737 [email protected]

Material do filtro

Quimicamente ligado

50 a 50.000

Tipo

Calandrado

5 a 500

Temperatura de trabalho (ºC)

Capacidade do reservatório (L)

50 a 2.000

Fabricante País

Viscosidade (cSt)

Grau de filtragem (µm)

Cobsen (15) 99862-0505 [email protected]

Empresa Telefone E-mail

Para fluidos com pH

Vazão (L/min)

Desenvolvidos para a retirada de partículas metálicas dos fluidos refrigerantes usados em máquinas-ferramentas, os filtros que atuam por gravidade podem ser aplicados em muitas operações de usinagem, aumentando a vida útil do fluido de corte. Confira aqui a oferta desse tipo de acessório.

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Obs.: Os dados constantes deste guia foram fornecidos pelas próprias empresas que dele participam, de um total de 37 empresas pesquisadas. Fonte: Revista Máquinas e Metais, dezembro de 2023/janeiro de 2024.

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