Dissertation

Maquinagem de Materiais Multicamadas AL-CFRP

da Costa Marques, Francisco

2021

Overview

Os materiais compósitos são muito atraentes para o fabrico de equipamentos de alto desempenho devido às suas excelentes propriedades mecânicas aliadas à sua baixa densidade. Mais recentemente, o conceito de criar um material híbrido, que une metal e compósito tem vindo a ganhar força, sobretudo na indústria aeronáutica. No entanto, a maquinagem destes materiais é de grande complexidade, devido ao seu caráter anisotrópico e tendência a criar defeitos que afetam com severidade a sua resistência à fadiga, como por exemplo a delaminação. Por forma a otimizar estes processos, investigadores tentam encontrar os parâmetros de corte e tipos de ferramentas ideais para reduzir os danos muitas vezes provocados aquando da maquinagem destes materiais.Neste trabalho são exploradas as capacidades de 3 tipos de brocas diferentes, incluindo duas geometrias especializadas, a operar em condições de velocidades de corte e avanço variáveis durante a furação de um laminado de fibra de carbono-alumínio. Para além disso, também são investigadas as condições em que a furação é realizada com a existência de uma base de apoio com material de sacrifício para evitar a flexão assim como a furação sem suporte. A furação é analisada quanto às forças de corte geradas, rugosidade da parede dos furos, bem como da extensão da delaminação, medida através de radiografia.Foi também analisado o valor da taxa de libertação de energia de fratura, recorrendo a um ensaio ADCB (Asymmetrical Double Cantilever Beam) com o intuito de calcular a energia de fratura associada à delaminação do material estudado. Este valor é, então, utilizado para tentar prever a ocorrência de delaminações a partir dos valores de força de corte axial.No final, foi possível concluir que, de todas as variáveis analisadas, a escolha da geometria da broca se impõe como sendo a de maior impacto. Entre as 3 brocas, as geometrias convencionais e de ângulo de ponta duplo mostram-se capazes de produzir furos com delaminação mínima ou inexistente, e rugosidades que satisfazem critérios industriais comuns. A previsão da ocorrência de delaminações tem relativamente pouco sucesso e o seu estudo precisa de ser mais desenvolvido, mas as experiências realizadas abrem as portas para trabalhos futuros.

• Publisher: ProQuest Dissertations & Theses
• Subject: Carbon / Lasers / Mechanical engineering / Optics / Polymer chemistry / Polymers
• ISBN: 9798383229033