Estudo do mecanismo de remoção na retificação de materiais frágeis

Abstract

As cerâmicas avançadas destacam-se por suas propriedades, como dureza e resistência sob altas temperaturas. Estes materiais são utilizados em operações industriais modernas, sistemas ópticos e biomateriais. No entanto, o processo de retificação, utilizado para acabamento de peças cerâmicas, pode introduzir defeitos, tornando necessário processamento adicional, o que aumenta o custo de produção. Este estudo busca melhorar a usinagem de cerâmicas avançadas, explorando o corte no regime dúctil, com deformação plástica em vez da fratura frágil. Entre as possibilidades investigadas estão o monitoramento de emissão acústica e forças de corte como ferramenta para identificar o regime de remoção predominante em tempo real. O objetivo é fazer um cruzamento de diversos tipos de dados para traçar correlações entre os sinais captados e o comportamento predominante apresentado durante a retificação de cerâmicas avançadas. Os experimentos foram conduzidos utilizando oito corpos de prova de alumina, polidos para homogeneização das superfícies. A retificação foi realizada com incremento progressivo da profundidade de corte. O impacto de quatro parâmetros de usinagem sobre comportamento do material também foi avaliado. Outras análises realizadas envolveram a estimativa do coeficiente de atrito, a energia específica e a espessura de cavaco, de modo a permitir uma compreensão abrangente das condições de usinagem e mudanças de regime. Os resultados não foram conclusivos, mas contém indícios sobre a capacidade de identificar uma transição de comportamento, bem como apontam caminhos a seguir em trabalhos futuros.

Advanced ceramics stand out for their properties, such as hardness and resistance under high temperatures. They are used in modern industrial operations, optical systems and biomaterials. However, the grinding process used to finish ceramic parts can introduce defects, making additional processing necessary, which increases production costs. This study seeks to improve the machining of advanced ceramics by means of cutting in the ductile regime, where plastic deformation occurs instead of brittle fracture. Among the possibilities investigated are acoustic emission and cutting forces monitoring as tools to identify the predominant removal mechanism in real time. The aim is to cross-reference different types of data in order to draw correlations between the acquired signals and the predominant behavior displayed when grinding advanced ceramics. The experiments were carried out using eight polished alumina specimens. Grinding was done with a progressively increased depth of cut. The impact of four machining parameters on material behavior was also evaluated. Other analyses involved estimating the coefficient of friction, specific energy and chip thickness, in order to provide a comprehensive understanding of the machining conditions and regime changes. The results were not conclusive but point towards the ability to identify a transition in behavior, as well as to ways forward in future work.