Juan C. Campos Rubio¹*, Leonardo R. Silva², Alexandre M. Abrão¹, Paulo E. Faria¹, A. Esteves Correia³, J. Paulo Davim⁴

¹Universidade Federal de Minas Gerais, Departamento de Engenharia Mecânica, Av. Antônio Carlos, 6627 – Pampulha, Belo Horizonte MG, CEP: 31.270-901 Brasil. juan@ufmg.br

² Departamento de Mecânica - Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, Av. Amazonas, 5253 - Nova Suíça - Belo Horizonte, MG, CEP: 30.410-000 Brasil

³ Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial, Escola de Tecnologia, Instituto Politécnico de Viseu – IPV. Campus de Refeses, Viseu 3504 – 510 – Portugal

⁴ Universidade de Aveiro, Departamento de Engenharia Mecânica, Campus Santiago, 3810-193 Aveiro, Portugal.

ABSTRACT: High speed machining is an outstanding technology which allows increasing competitiveness with regard to both the quality of the machined component and machining costs. This work is concerned with high speed drilling of fiber reinforced polymeric composites. In spite of the advantages offered by this category of materials generally associated to their specific strength, fiber reinforced composites are considered difficult to machine materials owing to the accelerated tool wear rates  resulting from abrasion, in addition to the fact that the fibers anisotropy affects chip formation. Therefore, the knowledge related to the machinability of metallic alloys cannot be directly applied to polymeric composite.

RESUMO: Dentre as novas tecnologias que começaram a ser empregadas na busca da competitividade, está à tecnologia de usinagem com alta velocidade de corte - HSC (high speed machining). O presente trabalho estuda a furação com alta velocidade de corte em compósitos poliméricos reforçados com fibras de vidro, que são conhecidos como materiais cujas propriedades e desempenho são superiores as principais propriedades dos materiais plásticos, tais como resistência mecânica, rigidez e resistência à fluência, através da adição de reforços na forma de fibras de vidro. Em contrapartida, torna-se um material de difícil usinabilidade devido à aceleração do desgaste da ferramenta, causado principalmente por abrasão, além do fato da anisotropia das fibras interferirem no mecanismo de formação de cavacos, de forma que os conhecimentos disponíveis para o corte de metais não podem ser transferidos diretamente para os plásticos reforçados.

Palavras chave: Compósitos laminados, Furação, Delaminação, HSM.

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BIBLIOGRAFIA

[01] Dewes, R. C.; Aspinwall, D. K. A review of ultra high speed milling of hardened steels. Journal of Materials Processing Technology. 1997: 69;1-17.        [ Links ]

[02] Abrão, A.M.; Faria P.E.; Campos Rubio J.C.; Reis P.; Davim J. P. Drilling of fiber reinforced plastics: A review. Journal of Materials Processing Technology. 2007: 186; 1-7.

[03] Kassapoglou C. Minimum cost and weight design of fuselage frames Part B: cost considerations, optimization and results. Composites: Part A. 1999: 30; 895–904

[04] Khashaba, U. A. Delamination in Drilling GFR-Thermoset Composites. Composite Structures. 2004: 63; 313-327.

[05] Lachaud, F.; Piquet, R.; Collombet, F.; Surcin, L. (). Drilling of Composite Structures, Composite Structures. 2001: 52; 511-516.

[06] Hocheng, H.; Tsao, C. C. Comprehensive analysis of delamination in drilling of composite materials with various drill bits. Journal of Materials Processing Technology. 2003: 140;.335-339.

[07] Davim, J. P.; Reis, P.; António, C. C. Drilling fiber reinforced plastics (FRPs) manufactured by hand lay-up: influence of matrix (Viapal VUP 9731 and ATLAC 382-05). Journal of Materials Processing Technology. 2004:155-156; 1828-1833.

[08] Caprino, G. And Tagliaferri, V. Damage development in drilling glass fibre reinforced plastics, International Journal of Machine Tools & Manufacture. 1995: 35(6); 817-829.

[09] Dharan, C.K.H.; Won, M.S. Machining parameters for an intelligent machining system for composite laminates. International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2000: 40: 415-426.

[10] Enderle, K.D.; Knuszynski, J. A tecnologia de corte a alta velocidade produz furos de melhor qualidade. Máquinas e Metais. 1998: 386; 16-20.

[11] Elzenheimer, J.; Liebeck, T.; Tschannerl, M. Pesquisa mostra que ainda há muito potencial para ser explorado na furação. Máquinas e Metais. 2005: 470; 40-45.

[13] Elhachimi, M., Torbat, S., Joyot, P. Mechanical modelling of high speed drilling. 2: predicted and experimental results, International Journal of Machine Tools & Manufacture. 1999: 39; 569-581.

[14] Enemuoh, E.U., El-Gizawi, A.S. and Okafor, A.C. (). An approach for development of damage-free drilling of carbon fiber reinforced thermosets, International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2001: 41; 1795-1814.

[15] Bhattacharyya, D., Horrigan, D.P.W. () A study of hole drilling in Kevlar composites - Composites Science and Technology. 1998: 58; 267-283.

[16] Lin, S.C., Chen, C.K. (). Drilling carbon-fiber reinforced composite material at high speed, Wear. 1996: 196; 156-162.

[17] Davim, J.P.; Campos Rubio, J.C.; Abrão, A. “A novel approach based on digital image analysis to evaluate the delamination factor after drilling composite laminates”. Composite Science Technology. 2007: 61; 294-300.