Caracterização da microfuração de Inconel 718 realizada pelos processos de eletroerosão por penetração de furo rápido e pela furação a laser por trepanação

• Main Author: Biscaia, Ricardo Vinícius Bubna
• Other Authors: Braghini Junior, Aldo
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2017
• Subjects: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Usinagem por eletroerosão; Lasers; Engenharia mecânica; Electric metal-cutting; Mechanical engineering
• Online Access: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1976

A furação por eletroerosão e furação a laser são duas técnicas utilizadas na fabricação de furos de pequeno diâmetro (entre 0,18 e 2 mm) em materiais com alta dureza, elevada resistência a abrasão e com capacidade de manutenção das propriedades mecânicas a alta temperatura. Os furos de pequeno diâmetro são comumente utilizados em componentes da indústria aeronáutica, médica, odontológica e em componentes de turbinas a gás como rotores e pás. Os furos nos componentes de turbinas a gás atuam como mecanismos de arrefecimento desses componentes, os quais são submetidos a altas temperaturas. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar os microfuros obtidos por meio das duas técnicas de fabricação citadas. Por meio da avaliação da produtividade do processo e avaliação do acabamento e dimensão dos furos fabricados em Inconel 718, foi possível caracterizar cada técnica. Foram realizados furos de aproximadamente 0,9 mm, por eletroerosão de penetração de furo rápido utilizando dois materiais de eletrodo: cobre e latão; e foi realizada furação a laser por trepanação. Definiu-se um planejamento estatístico composto central para avaliar a influência dos principais parâmetros de entrada. Os resultados mostraram a influência dos parâmetros na variação das respostas dos seguintes aspectos de avaliação: a variação das taxas de remoção de material, taxa de desgaste de eletrodo (para furação com eletroerosão), dilatação dos furos, rugosidade do canal do furo, espessura da zona termicamente afetada, respingos, crateras e alteração na composição química da região do metal base usinado. Apesar da produtividade do processo a laser por trepanação ser maior que na eletroerosão foi verificado que a furação a laser gera maior concentração de trincas e maior espessura da ZTA, se comparados aos furos fabricados por eletroerosão. Portanto não há um processo que se sobressai em todos os aspectos de avaliações. Cada processo de fabricação possui vantagens e limitações que devem ser ponderadas para a seleção de uma das técnicas. === Fast hole EDM and trepanning laser drilling are two techniques used in the manufacture of small diameter holes (between 0.18 and 2 mm) in materials with high hardness, high abrasion resistance and an ability to maintain mechanical properties at a high temperature. The small diameter holes are commonly used for aerospace components, and the medical and dental industry, as well as for gas turbine components such as rotors, vanes and blades.The holes in gas turbine components act as cooling mechanism for these components which are subjected to high temperatures.The objective of this study is to characterize the micro-holes obtained through the two manufacturing techniques cited. Through a work process and productivity assessment and inspection of the finish and size of the holes manufactured by Inconel 718, it was possible to characterize each technique cited. Holes were formed of approximately 0.9 mm diameter, by fast hole EDM drilling using two electrode materials: copper and brass; and was carried out by trepanning laser drilling. A central composite (statistical) design was created to determine the influence of the main input parameters. The results showed the influence of parameters on the variation of responses in the following aspects of the assessment: the variation in the removal rates of material, electrode wear rate (for drilling with EDM), dilatation of holes, hole channel roughness, the thickness of the heat-affected zone, splashing, craters and a change in the chemical composition in the region of the machined metal base. Although greater productivity is achieved through trepanning with a laser technique than the EDM it was found that laser drilling causes a higher concentration of cracks and increased the thickness of the HAZ as compared with the holes made by EDM. Thus, there is no single process that meets the requirements of every aspect of the evaluation. Each manufacturing process has its own benefits and drawbacks and these must be taken into account when selecting one of the techniques.