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Título
ESTUDO DOS PARÂMETROS DE CORTE PARA O MICROFRESAMENTO DE MOLDES PARA DISPOSITIVOS MICROFLUÍDICOS
Orientador
Prof. Dr.-Ing. Klaus Schützer
Autor
Marcelo Octavio Tamborlin
Palavra chave
Microfresamento, Parâmetros de corte, Moldes para dispositivos microfluídicos.
Grupo CNPQ
Programa
MS - ENGENHARIA DE PRODUÇÃO (PPGEP)
Área
ENGENHARIAS
Data da defesa
27/03/2018
Nº Downloads
486
Resumo
Processos de fresamento têm evoluído e alcançaram exatidão na faixa de micrômetros, permitindo novas aplicações em uma nova escala de tamanho. Com isso, surgiram problemas não encontrados no fresamento convencional. Tais problemas podem ser minimizados com estudos dos parâmetros de corte, possibilitando a fabricação de moldes para dispositivos microfluídicos. Os parâmetros de corte profundidade de corte, largura de corte, velocidade de avanço e rotação da ferramenta foram sistematicamente variados em experimentos de microfresamento, para avaliar sua influência na rugosidade superficial, por meio de análises de correlação. Após os experimentos, foram escolhidos os valores mais adequados para
a aplicação, e usinado um molde teste para validação do estudo. As superfícies obtidas nos experimentos estão entre as classes N1 e N3, que são as classificações com menor valor de rugosidade superficial da norma NBR 8404/1984. Os parâmetros profundidade de corte e velocidade de avanço possuem maior influência na rugosidade superficial, apresentando valores limites para evitar efeitos negativos na superfície. Os parâmetros largura de corte e rotação apresentam menor influência na rugosidade superficial, permitindo maior liberdade para otimizações do processo quando combinados aos outros parâmetros. A rugosidade superficial do molde gerada no fresamento está na classe N1 da norma, que é comparável a processos
como superacabamento, lapidação e polimento. Com os experimentos, foram identificados valores de parâmetros de corte que produzem rugosidade superficial adequada para a aplicação do molde, dispensando processos posteriores de acabamento, viabilizando o microfresamento de moldes para dispositivos microfluídicos.
Abstract
Milling processes evolved and achieved accuracy in the micrometer range, permitting new applications in a new size scale. This led to problems not encountered in conventional milling. Such problems can be minimized with studies of the cutting parameters, allowing the production of molds for microfluidic devices. The cutting parameters: cutting depth, cutting width, feed and spindle speed were systematically varied in micro milling experiments, using correlation analysis to evaluate their influence on the obtained surface roughness. The most appropriate values for the application were chosen and a test mold was machined to validate the study. The
obtained surfaces are between classes N1 and N3, the lower value surface roughness classes of the standard NBR 8404/1984. The parameters cutting depth and feed have greater influence on surface roughness, showing clear limits to avoid negative effects on the surface. The parameters cutting width and spindle speed have less influence on surface roughness, allowing freedom for process optimizations when combined with other parameters. The mold surface roughness generated in milling is in the standard’s N1 class, which is comparable to processes such as superfinishing, lapping and polishing. In the study, values of cutting parameters that produce a
surface roughness suitable for the mold application were identified, eliminating the need for later finishing processes, making viable the micro milling of molds for microfluidic devices.
