Definição de parâmetros de corte e estratégias de maquinagem de vidro cristal

Abstract

Na Vista Alegre Atlantis o processo de acabamento de peças em vidro cristal é, na maioria das peças, realizado manualmente. Contudo, a empresa tem dificuldade em recrutar mão de obra especializada e o processo é demorado. Neste contexto, o recurso à maquinagem por Controlo Numérico Computorizado (CNC) pode ser uma boa alternativa, já que apresenta características de precisão e repetibilidade difíceis de alcançar por outros processos. Os estudos existentes na literatura demonstram que a maquinagem CNC de vidro cristal se encontra numa fase embrionária. Assim este trabalho pretende compreender qual a conjugação de parâmetros de corte que permitem uma melhor relação entre o acabamento superficial, as forças de corte e o tempo de maquinagem do vidro cristal, avaliar o desgaste das ferramentas e comparar a maquinagem convencional com a maquinagem com auxílio de ultrassons, procurando perceber qual permite melhor acabamento superficial. Para realizar o estudo da otimização das forças de corte e da rugosidade superficial é utilizado o método de Taguchi com uma matriz ortogonal padrão L9, permitindo reduzir o número de ensaios a realizar. Este processo é orientado pela análise de resposta sinalruído (S/N) e através da análise de variância, determinando quais os parâmetros estatisticamente significativos. A maioria das ferramentas testadas perdem rugosidade ao longo da utilização, com exceção das ferramentas Schott. A rugosidade superficial produzida pelo método com auxílio de ultrassons é tendencialmente mais reduzida do que a produzida com o método convencional. É possível maquinar uma escultura de geometria complexa com as ferramentas estudadas, contudo mais estudos devem ser desenvolvidos para perceber quais os parâmetros ótimos de modo a reduzir o tempo de maquinagem.

At Vista Alegre Atlantis, the finishing process of crystal glass pieces is, for the most part, done manually. However, the company has difficulties in recruiting skilled labour and the process is time consuming. In this context, the use of Computer Numerical Control (CNC) machining can be a good alternative, since it presents characteristics of precision and repeatability difficult to achieve by other processes. The existing studies in the literature show that the CNC machining of crystal glass is in an embryonic phase. Thus, this work intends to understand which combination of cutting parameters allows a better relation between surface finishing, cutting forces and machining time of crystal glass, to evaluate tool wear and to compare conventional machining with machining with ultrasonic aid, trying to understand which allows better surface finishing. To perform the optimization study of the cutting forces and surface roughness, the Taguchi method is used with a standard orthogonal matrix L9, allowing reducing the number of tests to be performed. This process is guided by the signal-tonoise (S/N) response analysis and through the analysis of variance, determining which parameters are statistically significant. Most of the tools tested lose roughness throughout use with the exception of the Schott tools. The surface roughness produced by the ultrasonic-assisted method tends to be lower than that produced with the conventional method. It is possible to machine a sculpture of complex geometry with the tools studied, however further studies should be developed to understand which parameters are optimal in order to reduce machining time.