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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-2981-4281
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States
Embargo Date: 2023-07-15
Title: Avaliação da rugosidade e da microdureza do Poliuretano Termoplástico (TPU) após a retificação plana tangencial
Author: Borges, Matheus Leandro de Souza
First Advisor: Silva, Rosemar Batista da
First member of the Committee: Abrão , Bruno Souza
Second member of the Committee: Viana , Rhander
Summary: Devido à sua boa resistência ao impacto, seu baixo peso específico e suas ótimas resistências à corrosão e à abrasão, o Poliuretano Termoplástico (TPU) tem sido utilizado como material estrutural para várias aplicações de engenharia, das quais algumas requerem um ótimo acabamento e superfícies homogêneas. A retificação é um processo de usinagem por abrasão que permite a obtenção de combinação entre tolerâncias dimensionais e geométricas estreitas, com destaque para baixos valores de rugosidade. Desta forma, o emprego do processo de retificação é uma alternativa interessante para proporcionar o acabamento superior e baixos desvios dimensionais e geométricos em peças fabricadas em Poliuretano Termoplástico. Contudo, devido às peculiaridades do processo de retificação com rebolos abrasivos convencionais, grande parte do calor gerado é direcionado para a peça, o que pode levar a danos de origem térmica tais como queda de dureza, trincas, queima de retífica, dentre outros, que podem comprometer a funcionalidade do componente e levar a prejuízos. Assim, é importante selecionar parâmetros de corte adequados que permitam conciliar produtividade e manutenção da integridade da peça. Para o caso do Poliuretano, que pertence à classe de polímeros, a literatura ainda é escassa em termos da retificabilidade do material, até mesmo em relação ao rebolo mais adequado. Por esta razão, este trabalho foi proposto com o objetivo de avaliar a influência de parâmetros de corte típicos de retificação de aços, como a penetração de trabalho e velocidade da peça, nos parâmetros de rugosidade (R_a, R_t e R_z) e microdureza do Poliuretano Termoplástico após a retificação plana, analisando também as superfícies retificadas em microscópio óptico. Foram empregados o rebolo de óxido de alumínio branco e fluido de corte semissintético. Os resultados mostraram que, a uma velocidade da peça de 2,7 m/min, não houve variações na rugosidade aumentando a penetração de trabalho de 15 µm para 25 µm. Contudo, ao empregar uma maior velocidade da peça, igual a 7,5 m/min, o mesmo incremento gerou aumento nos valores de R_a, R_t e R_z de 8%, 63% e 30%, respectivamente. Quantos aos resultados de microdureza, observou-se endurecimento na camada localizada 20 µm abaixo da superfície retificada ao empregar velocidade da peça igual a 2,7 m/min, com resultados de microdureza entre 11 HV e 11,5 HV. Além disso, foi verificado nas imagens obtidas no microscópio óptico que houve um maior fluxo lateral de material nos ensaios com penetração de trabalho de 25 µm.
Abstract: Due to its high impact strenght, low specific weight and great corrosion and abrasion resistance, the Thermoplastic Polyurethane (TPU) has been increasingly used as a structural material in many engineering applications, some of which require a superior finish and homogeneous surfaces. Grinding is an abrasive machinining process that enables to achieve narrow dimensional and geometric tolerances, specially low roughness values. Thus, the use of grinding process is an interesting alternative to provide superior finishing and low geometric and dimensional deviations in components made from Thermoplastic Polyurethane. However, due to the peculiarities of the grinding process with conventional grinding wheel, most of the heat generated in the process is directed to the workpiece, what can lead to thermal damages such as hardness loss, cracks, grinding burn, among others, that can reduce the component’s performance and lead to losses. Therefore, it is important the proper selection of the cutting parameters to conciliate productivity with maintenance of workpiece’s integrity. Epecifically for the Polyurethane, which belongs to the polymer class, the literature is still scarse in terms of the grindability of the material, even in relation to the most suitable grindind wheel. In this context, this study was proposed to evaluate the influence of cutting parameters typically of grinding of steels, such as radial depth of cut and workspeed, in the roughness parameters (R_a, R_t e R_z) and in the microhardness of TPU after peripheral surface grinding, also analyzing the rectified surfaces using na optical microscope. A White Aluminum Oxide grinding wheel and a semi-synthetic fluid were employed. The results showed that increasing the depth of cut from 15 µm to 25 µm with the lowest workspeed (Vw) of 2.7 m/min, there was no variation in roughness. However, when grinding with the highest workspeed of 7.5 m/min, the same increment in depth of cut generated an increase in the values of R_a, R_t e R_z of 8%, 63% e 30%, respectively. With regard to microhardness results, it was observed a hardening in regions 20 µm below the ground surface when using Vw equal to 2.7 m/min, with microhardness results between 11 HV and 11.5 HV. Furthermore, it was verified by the images obtained by optical microscope presence of intense side flow material on the surfaces machined with depth of cut of 25 µm.
Keywords: Retificação
Poliuretano
Rebolo de óxido de alumínio
Rugosidade
Microdureza
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO::PROCESSOS DE FABRICACAO, SELECAO ECONOMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: BORGES, Matheus Leandro de Souza. Avaliação da rugosidade e da microdureza do Poliuretano Termoplástico (TPU) após a retificação plana tangencial. 2021. 61 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32770
Date of defense: 15-Jul-2021
Appears in Collections:TCC - Engenharia Mecânica

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