Estudo do processo de furação do laminado metal fibra de alumínio 2024-T3 e epóxi reforçado com fibra de vidro

Abstract

A utilização de materiais compósitos em componentes do setor aeronáutico vem crescendo muito nos últimos anos. Isso se deve ao fato destes materiais apresentarem boas propriedades mecânicas, aliadas a sua baixa massa específica. Dentre estes, os laminados metal fibra, são uma classe de materiais que vem ganhando destaque. Contudo seu emprego na maioria dos casos, requer a confecção de furos, algo que é muito complexo e pode causar danos ao material. Portanto, o objetivo desta pesquisa foi estudar o processo de furação em cheio de um laminado de metal fibra de alumínio 2024-T3/epóxi/fibra de vidro apoiado no alumínio 7075, aplicando diferentes parâmetros de usinagem para avaliar a influência na qualidade dos furos e o desgaste das ferramentas, correlacionando com a potência consumida, vibração, força de avanço, variações dimensionais nos furos e alteração das propriedades mecânicas do material. Para tal, o material foi processado via moldagem por compressão a quente e caracterizado por meio dos ensaios de cisalhamento interlaminar (ILSS), cisalhamento por compressão (CST) e Lap shear. Posteriormente, foram realizados processos de furação utilizando 4000, 6000 e 8000 rpm, bem como avanços de 0,05; 0,1 e 0,2 mm/rot. Após a análise dos resultados, pode-se concluir que os parâmetros influenciaram nos dados de potência, vibração e força de avanço, bem como houve variação significativa nos diâmetros obtidos, sendo que o melhor resultado ocorreu para combinação de 6000 rpm com 0,05mm/rot. Também pode-se afirmar há uma tendência da resistência ao cisalhamento do ensaio de Lap Shear em função dos parâmetros de corte.

The use of composite materials in aeronautical components has been increased in the last years. This is due to these material presente good mechanical properties, allied with low specific mass. Among them, the fiber metal laminated (FML) are a class of materials that has been gaining prominence. However, its use in most cases requires the drilling of holes, which is very complex and can cause damage to the material. Therefore, the objective of this research was to study the conventional drilling process in aeronautical aluminum structures reinforced with fiber metal laminates. Applying different machining parameters, to evaluate the delamination and the wear tools, correlating with the power consumed, vibration, advance force, dimensional variations in the holes and variation of the mechanical properties on material. For this, the material was processed by hot compression molding and characterized by interlaminar shear stress (ILSS), compression shear test (CST) and Lap-shear. Afterwards, drilling processes were carried out using 4000, 6000 and 8000 rpm, as well as an advance of 0.05; 0.1 and 0.2 mm / rot. After the analysis of the results, it was possible to conclude that the parameters influenced the data of power, vibration and force of advance, as well as there was significant variation in the diameters obtained, being the best result occurred for a combination of 6000 rpm with 0,05mm / rot. It can also be stated that there is a tendency of shear strength of the Lap Shear test as a function of cutting parameters.