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O acabamento de superfícies faz parte do fabrico, especialmente de pe?as maquinadas por CNC. Utiliza técnicas especificamente concebidas para modificar as caraterísticas da superfície de um componente para satisfazer necessidades funcionais, estéticas ou relacionadas com o desempenho. O acabamento de superfícies embeleza a pe?a e aumenta as suas caraterísticas de desempenho, tais como a resistência à corros?o, a resistência ao desgaste e a rugosidade da superfície.

O que é o acabamento de superfícies?

O acabamento de superfícies é o processo pelo qual se altera a superfície de uma pe?a maquinada no que respeita à textura, ao aspeto e à funcionalidade. Dependendo da pe?a necessária, o acabamento pode ser mec?nico, químico ou eletroquímico.

Maquina??o CNC conduz a uma elevada precis?o e repetibilidade de uma pe?a de trabalho. No entanto, os componentes podem ter caraterísticas na sua superfície que afectam tanto a forma como o acabamento.

Um problema comum s?o as marcas de ferramentas - linhas finas ou ranhuras deixadas pela ferramenta de corte - que podem afetar tanto a estética como a funcionalidade. Técnicas como o polimento ou o acabamento secundário podem ajudar a resolver estas marcas. Pode n?o ser esteticamente desejável ou funcionalmente adequado.

As caraterísticas maquinadas, tais como rebarbas, arestas levantadas, partículas ou pequenas cristas que se formam nos limites das caraterísticas, necessitam de opera??es de rebarba??o.

As pequenas marcas que podem assumir a forma de riscos na superfície devido ao processo de maquinagem, manuseamento ou transporte s?o indesejáveis do ponto de vista estético. Podem ser uma fonte de dificuldades mec?nicas posteriores.

Técnicas comuns de acabamento de superfícies para maquinagem CNC

O acabamento de superfícies desempenha um papel vital na determina??o da qualidade e do desempenho das pe?as maquinadas por CNC. Aqui, discutimos alguns processos de acabamento padr?o em várias indústrias.

Anodiza??o

Anodiza??o melhora efetivamente a prote??o contra a corros?o, as propriedades mec?nicas e o aspeto dos produtos, especialmente do alumínio. Este procedimento envolve a forma??o de uma película de óxido robusta e à prova de ferrugem na superfície do metal. A anodiza??o forma uma camada de óxido, formando um revestimento à volta do metal. Este processo n?o só melhora as caraterísticas do metal, como também contribui para o valor estético do produto final.

Processo

1. Prepara??o da superfície: A limpeza da pe?a ocorre antes da aplica??o do processo de anodiza??o. Uma limpeza completa remove óleos e sujidade. Os operadores podem utilizar técnicas de pré-tratamento mec?nicas ou químicas, como o polimento ou a grava??o.
2. Imers?o em solu??o electrolítica: Após a limpeza, os técnicos colocam a pe?a num banho de eletrólito, frequentemente ácido, sulfúrico ou crómico. Este banho cria um processo eletrolítico, resultando na forma??o da camada de óxido. Neste processo, a própria pe?a forma o ?nodo do sistema. O cátodo é o alumínio ou o chumbo que se encontra no lado oposto ao ?nodo.
3. Aplica??o da corrente eléctrica: Os técnicos passam corrente contínua (CC) através da pe?a e do cátodo, e ocorre um processo eletroquímico na pe?a. Os i?es do eletrólito reagem com os átomos de alumínio na superfície da pe?a e produzem óxido de alumínio (Al?O?). Esta camada de óxido é porosa no início e facilita o tratamento subsequente do tecido, como o tingimento.
4. Colora??o e selagem: A camada anodizada permite a penetra??o de corantes, facilitando o tingimento da pe?a. Os corantes org?nicos ou inorg?nicos penetram nos poros. A selagem é o último processo para aumentar a prote??o contra a corros?o e evitar que a cor se desvane?a. Isto envolve elevar a pe?a a um ponto de ebuli??o, pelo que o óxido de alumínio hidrata e fecha todos os poros. Outros tipos de selagem incluem produtos químicos, como o acetato de níquel, para proteger ainda mais a superfície.

Tipos de Anodiza??o

Anodiza??o com ácido crómico (Tipo I )

Utiliza ácido crómico como eletrólito e forma uma camada anódica fina e lisa. No entanto, tem uma menor resistência à abras?o do que os outros revestimentos. ? mais aplicável em pe?as aeroespaciais em que as propriedades fundamentais s?o a resistência à fadiga e a elevada resistência à corros?o. 

Anodiza??o com ácido sulfúrico (Tipo II)

Este método está familiarizado com uma solu??o de ácido sulfúrico como eletrólito. As pe?as deste processo s?o mais espessas do que as da anodiza??o com ácido crómico. A anodiza??o tipo II é favorável ao tingimento da superfície e é adequada para uso estético. ? famosa pela maioria dos pequenos electrodomésticos, acessórios para automóveis e edifícios onde é desejável uma aparência, resistência moderada à ferrugem e for?a.

Anodiza??o dura com ácido sulfúrico a baixas temperaturas (Tipo III )

Comparável ao Tipo II, mas a temperaturas mais baixas e tens?es mais elevadas. Produz uma camada de óxido consideravelmente mais densa e mais rígida. ? famosa pela sua elevada resistência à abras?o associada a propriedades de elevada dureza. A camada anódica é mais espessa, até 100 microns de espessura, e tem propriedades de taxa melhoradas em rela??o ao desgaste e à corros?o. Adequado para fun??es exigentes, como bens aeroespaciais, produtos militares e equipamento industrial. Estas aplica??es requerem a máxima durabilidade da superfície ou de todo o dispositivo. As aplica??es possíveis incluem pist?es, engrenagens e outras pe?as móveis.

Jateamento de esferas

A decapagem com gr?nulos é outro método de acabamento de superfícies que aplica gr?nulos de vidro à base de óxido a alta press?o na superfície de um material. O ajuste do processo permite obter superfícies lisas e rugosas com a ajuda dos meios abrasivos. ? comum no embelezamento, prepara??o de superfícies ou remo??o de contaminantes da superfície, como ferrugem ou tinta.

Processo

1. Prepara??o da superfície: Envolvem a lavagem para remover os óleos residuais ou outros contaminantes facilmente destacáveis.
2. Configura??o do gabinete ou da máquina de jato de areia: Os técnicos posicionam a pe?a num armário de jato de gr?nulos ou numa máquina de fixa??o. O armário é um espa?o fechado onde a granalhagem ocorre e o material abrasivo n?o sai do mesmo.
3. Ar pressurizado e meios abrasivos: Os operadores utilizam ar comprimido para ejetar o material abrasivo, na sua maioria esferas de vidro, contra a superfície da pe?a. O grau de tratamento da superfície depende da press?o do ar e do tipo de material utilizado no processo.
4. IVAcabamento de superfícies controlado: O operador pode determinar a quantidade de press?o, a proximidade da superfície à qual é aplicada e o ?ngulo de aplica??o do material. Isto é necessário para um controlo total do acabamento. A granalhagem com gr?nulos é adequada para trabalhar em diferentes pe?as de diferentes formas, consoante as necessidades.
5. Limpeza pós-queimadura: Os operadores lavam a pe?a após a granalhagem para remover qualquer meio de granalhagem ou poeira deixada na pe?a. Isto ajuda a evitar interferências resultantes da contamina??o por outros elementos antes de a pe?a ter de ser submetida a opera??es como o revestimento ou a montagem.

Tipos de jato de gr?nulos

Jateamento de contas de vidro

Esta granalhagem utiliza esferas de vidro esféricas como meio abrasivo. O acabamento da superfície resultante é comparativamente suave e uniforme. Este método de granalhagem é mais adequado para o fabrico de uma superfície mate ou acetinada na pe?a. As esferas de vidro s?o menos abrasivas do que outros meios de granalhagem conhecidos. Removem apenas um pouco de material, tornando-o aplicável ao polimento ou à limpeza e lavagem da superfície. ? frequentemente útil em electrodomésticos, interiores e exteriores de automóveis, mobiliário, produtos da indústria ligeira e outras pe?as. Nestas aplica??es, é essencial um aspeto suave e bonito.

Jateamento com óxido de alumínio

Emprega um óxido de alumínio mais complexo e mais extenso. Estes materiais s?o mais rígidos e mais pequenos do que o gr?o premier. Devido à sua dureza, o óxido de alumínio remove significativamente mais material da superfície do que as esferas de vidro. ? útil quando é necessária uma superfície ligeiramente mais áspera ou uma remo??o de material mais excelente.

Jato de esferas de plástico

Utiliza esferas de plástico como meio abrasivo, minimizando assim o tratamento rigoroso das pe?as. Gra?as aos finos invólucros de plástico, só cortam um pouco o metal. O processo oferece um acabamento superficial fino sem afetar negativamente a resistência da pe?a em quest?o. A granalhagem com esferas de plástico é uma op??o adequada para a limpeza de metais mais macios ou pe?as delicadas, frequentemente utilizada em fabrico de pe?as para automóveis e fabrico de componentes aeroespaciais.

Decapagem com carboneto de silício

Uma das técnicas mais agressivas envolve a utiliza??o de partículas de carboneto de silício. O carboneto de silício é um dos materiais mais duros utilizados na família dos meios abrasivos. Funciona bem com material rígido e remo??o agressiva. O resultado é uma superfície mais irregular e é aplicável numa situa??o em que se pretende uma fixa??o ou fixa??o na pe?a. Algumas aplica??es incluem a limpeza de l?minas de turbinas, pe?as fundidas, pe?as de alta intensidade e muitas outras que requerem uma superfície robusta antes de um tratamento posterior.

Electropolimento

O electropolimento é um processo eletroquímico preciso que dissolve ligeiramente o material da superfície das pe?as metálicas. Esta técnica é o oposto da galvanoplastia e é mais parecida com a dissolu??o, o polimento e o alisamento. O electropolimento tem aplica??es principais em ligas de ferro-crómio, alumínio, tit?nio e níquel. Por conseguinte, é útil para sectores que necessitam de elevados níveis de limpeza e pureza da superfície, como a indústria alimentar, o equipamento médico e os produtos farmacêuticos.

Processo

1. Prepara??o da superfície: Antes do electropolimento, a pe?a metálica é limpa para desengordurar. A limpeza elimina qualquer subst?ncia que possa dificultar o processo eletroquímico.
2. Submers?o em banho eletrolítico: Os operadores mergulham a pe?a metálica num banho de eletrólito. O banho é composto por uma solu??o ácida, mais frequentemente uma solu??o de ácido sulfúrico e ácido fosfórico. Na parte eletroquímica do sistema, a ‘pe?a’ actua como ?nodo, enquanto o cátodo é um material inerte, como o a?o inoxidável ou o chumbo.
3. Aplica??o de corrente eléctrica: Os operadores aplicam uma corrente eléctrica entre o ?nodo e o cátodo da pe?a. A corrente faz com que a camada de oxida??o da pe?a se dissolva numa solu??o aquosa. A remo??o de material aumenta rapidamente para os picos curvos locais da superfície do cátodo, em vez de aumentar para os vales curvos. Esta remo??o selectiva contribui para aplanar a superfície, permitindo que a pe?a seja polida para obter uma superfície lisa.
4. Dissolu??o de material: O processo de electropolimento retira uma camada fina e precisa de material (normalmente entre 0,001 e 02 mm). Estas acumulam-se no eletrólito até se atingir o acabamento superficial adequado. O acabamento final da superfície parece superior e refinado a outros processos de polimento mec?nico.
5. Alisamento e polimento de superfícies: O electropolimento deixa a superfície lisa, brilhante e ‘luminosa’ em compara??o com o seu estado original. Para além do seu aspeto estético, minimiza drasticamente a rugosidade a nível microscópico e ajuda a reduzir as hipóteses de corros?o.
6. Limpeza e inspe??o pós-polimento: Após o tratamento de electropolimento, a pe?a de acabamento superficial é lavada em água para eliminar a solu??o electrolítica. O controlo da pe?a de acabamento superficial garante que o material adequado foi removido.

Compara??o de métodos de acabamento de superfícies

O melhor acabamento de superfície para as pe?as maquinadas em CNC depende de caraterísticas como o tipo de material utilizado, os requisitos de aplica??o e as condi??es de trabalho da pe?a. A decis?o mais crucial é a sele??o dos acabamentos de superfície, uma vez que estes regulam o desempenho, a resistência e, finalmente, o pre?o da pe?a. Todos os materiais em análise reagem de forma diferente a procedimentos de acabamento específicos, sendo que procedimentos como a anodiza??o s?o normalmente padr?o no alumínio. Do mesmo modo, é necessário ter em conta a fun??o da pe?a em causa. Por exemplo, se a resistência ao desgaste for efectiva, os componentes devem ser anodizados de forma resistente.

Por outro lado, o electropolimento pode beneficiar pe?as em ambientes incrivelmente estéreis. A exposi??o ambiental é também um fator essencial, especialmente para as pe?as em ambientes corrosivos, temperaturas altas ou baixas, ou produtos químicos. A estética também afecta a escolha, principalmente quando indústrias como a eletrónica de clientes e o sector automóvel, entre outras, utilizam técnicas como o polimento e a anodiza??o. As considera??es or?amentais s?o essenciais na sele??o do acabamento de superfície, uma vez que as op??es mais protectoras e visualmente apelativas têm frequentemente um custo mais elevado. Neste caso, é altamente necessário considerar os requisitos de desempenho e os custos para tomar a decis?o correta.

Dicas: Se pretender saber mais sobre a gama completa de processos de acabamento de superfícies, clique em “Mais processos de acabamento de superfícies” para continuar.

Conclus?o

O acabamento de superfícies é um componente essencial do fabrico global quando se trata de pe?as maquinadas por CNC, tendo uma forte influência sobre os factores de funcionalidade e aparência.

Os processos de anodiza??o, jato de gr?nulos e electropolimento melhoram propriedades como a corros?o, a capacidade de desgaste e o acabamento da superfície, dando aos componentes um aspeto estético.

Cada método de acabamento aborda requisitos ou preocupa??es relacionadas com o material da pe?a e a utiliza??o pretendida. A escolha da técnica correta de acabamento de superfícies está relacionada com a eficiência e a durabilidade das pe?as maquinadas por CNC.

Outros atributos, incluindo condi??es exógenas, influenciam este processo de decis?o devido às exigências de desempenho do produto. Os custos de produ??o s?o outro fator essencial.

Compreender as especificidades de um determinado método de acabamento de superfícies é vital para fazer as escolhas certas para as suas necessidades individuais com base na funcionalidade, custo e estética dos seus produtos específicos.