Análise técnico-econômica de fluidos de corte a base de óleo vegetal e sintético em operações de usinagem do aço SAE 1045

Abstract

A utilização de fluidos a base de óleo mineral nos processos de usinagem resulta em diversos problemas, desde doenças ocupacionais até impactos ambientais. Neste cenário, os fluidos sintéticos são uma alternativa eficaz para a redução desses problemas, mesmo apresentando um elevado custo. Visando contribuir com a fabricação sustentável é crescente o número de estudos relacionados à utilização de fluidos de corte vegetais, contribuindo com a redução desse impacto à humanidade. Contudo, um grande desafio é obter um fluido biodegradável com um bom desempenho da vida da ferramenta de corte, acabamento superficial desejado e de baixo custo. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi realizar uma análise técnico-econômica entre emulsões a base de óleo de babaçu, de mamona e de um fluido comercial sintético na operação de torneamento cilíndrico do aço SAE 1045. Do ponto de vista técnico foram realizados ensaios na configuração pino-disco, para levantar as propriedades tribológicas, e eletroquímicos, com intuito de avaliar a corrosividade de cada fluido, bem como foi levantada a influência das formulações estudadas na vida da ferramenta em diferentes velocidades de corte (90, 70 e 50 m/min) e na rugosidade superficial da peça final no processo de torneamento. Com relação à análise econômica, foi estruturada uma avaliação comparativa de custo por volume de produção com base nas informações geradas nos ensaios de usinagem. Os resultados desta pesquisa mostraram que o fluido a base de óleo de babaçu proporcionou a obtenção de um menor coeficiente de atrito (μe). No estudo da corrosividade, a melhor opção notada por meio dos ensaios eletroquímicos foi a emulsão a base de óleo sintético, evidenciando ser menos agressiva à superfície da peça. Além disto, ao realizar os ensaios de vida de ferramenta percebeu-se que ao diminuir a velocidade de corte se propiciava uma operação com maior adequação às propriedades dos fluidos biodegradáveis, sendo o melhor resultado apresentado pela emulsão a base de óleo de mamona, chegando a uma vida útil de 66,62 minutos. Em relação à rugosidade da superfície usinada em cada processo, identificou-se que o fluido sintético proporcionou a obtenção dos melhores resultados. Por fim, na avaliação econômica, as opções com maior potencial foram o fluido sintético na velocidade de 90 m/min e a emulsão a base de óleo de mamona nas velocidades de 70 e 90 m/min.