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Universidade de Coimbra aposta no desenvolvimento de ferramentas de corte com refrigeração interna inovadora
Com o objetivo de otimizar as ferramentas de corte para que tenham um desempenho adequado sem perderem propriedades, um grupo de investigadores da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) está a desenvolver um sistema de refrigeração interna inovador, baseado no sistema de arrefecimento dos catos.
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A inovação está a ser desenvolvida no âmbito de um projeto em copromoção da Agência de Inovação designado “3DCompCer – Manufatura Aditiva de Compósitos de base Cerâmica para componentes Mecânicos”, financiado com quase um milhão de euros.
As operações de maquinação exigem a utilização de ferramentas com elevada dureza, em particular a temperaturas elevadas (existente no contacto da apara com a ferramenta), boa resistência ao desgaste, estabilidade química e resistência à oxidação. Os compósitos cerâmicos cumprem esses requisitos e, desta forma, são os materiais selecionados para estas aplicações.
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No entanto, começa por explicar Teresa Vieira, professora catedrática do Departamento de Engenharia Mecânica da FCTUC, «com o passar dos tempos os materiais a maquinar alteraram-se e as condições de corte tornaram-se cada vez mais desafiantes, levando os sistemas de arrefecimento externo a ficarem inoperacionais». Assim, prossegue, «obrigaram à necessidade de criar novos sistemas de arrefecimento interno eficazes, mas tal só é possível através da fabricação aditiva, em que as geometrias não têm “limite operacional”».
De acordo com a também investigadora do Centro Engenharia Mecânica, Materiais e Processos (CEMMPRE), «o desenvolvimento de novas ferramentas diferenciadas das existentes apresenta a possibilidade de alargar o campo de aplicação das ferramentas de maquinagem de base cerâmica, possibilitando condições de trabalho mais exigentes e tempos de vida útil superiores. Paralelamente, a otimização da geometria das ferramentas, através da introdução de novos sistemas de canais internos de refrigeração, permitirá reduzir significativamente o peso das ferramentas e concomitantemente diminuir o consumo de matérias-primas normalmente de custo elevado, como o carboneto de tungsténio e carbonitreto de titânio», considera.
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A aplicação de técnicas de fabrico aditivo, isto é, impressão 3D, pode permitir o processamento de geometrias complexas, ferramentas de corte com canais internos de refrigeração. Sendo que «a otimização deste processo em materiais de base cerâmica para aplicação em ferramentas de maquinação é inovadora e disruptiva, trazendo benefícios ao nível do desempenho das ferramentas, redução de material e celeridade no processamento, tudo de grande importância para uma indústria sustentável», observa Teresa Vieira.
«O aumento de desempenho, a funcionalidade e o tempo de vida das ferramentas é de extrema importância para toda a indústria metalomecânica onde o corte é essencial para o fabrico de componentes/sistemas para todas as indústrias, destacando-se as associadas à mobilidade e a bens comuns», conclui.
No projeto 3DCompCer, liderado pela empresa Palbit, fornecedora mundial de ferramentas de corte de alta qualidade, as instituições envolvidas são a Universidade de Coimbra (UC) e a Universidade de Aveiro (UA).
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