Avaliação da rugosidade e da microdureza do Poliuretano Termoplástico (TPU) após a retificação plana tangencial

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Borges, Matheus Leandro de Souza
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32770
Resumo: 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.
id UFU_221341b04b86e6b27a21480ae3319668
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/32770
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Avaliação da rugosidade e da microdureza do Poliuretano Termoplástico (TPU) após a retificação plana tangencialRetificaçãoPoliuretanoRebolo de óxido de alumínioRugosidadeMicrodurezaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO::PROCESSOS DE FABRICACAO, SELECAO ECONOMICADue 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.Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)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.2023-07-15Universidade Federal de UberlândiaBrasilEngenharia MecânicaSilva, Rosemar Batista dahttp://lattes.cnpq.br/8157858526322556Abrão , Bruno Souzahttp://lattes.cnpq.br/8991582410328510Viana , Rhanderhttp://lattes.cnpq.br/5270141650315822Borges, Matheus Leandro de Souza2021-09-22T14:40:38Z2021-09-22T14:40:38Z2021-07-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfBORGES, 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.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32770porAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2023-07-31T18:31:29Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/32770Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2023-07-31T18:31:29Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Avaliação da rugosidade e da microdureza do Poliuretano Termoplástico (TPU) após a retificação plana tangencial
title Avaliação da rugosidade e da microdureza do Poliuretano Termoplástico (TPU) após a retificação plana tangencial
spellingShingle Avaliação da rugosidade e da microdureza do Poliuretano Termoplástico (TPU) após a retificação plana tangencial
Borges, Matheus Leandro de Souza
Retificação
Poliuretano
Rebolo de óxido de alumínio
Rugosidade
Microdureza
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO::PROCESSOS DE FABRICACAO, SELECAO ECONOMICA
title_short Avaliação da rugosidade e da microdureza do Poliuretano Termoplástico (TPU) após a retificação plana tangencial
title_full Avaliação da rugosidade e da microdureza do Poliuretano Termoplástico (TPU) após a retificação plana tangencial
title_fullStr Avaliação da rugosidade e da microdureza do Poliuretano Termoplástico (TPU) após a retificação plana tangencial
title_full_unstemmed Avaliação da rugosidade e da microdureza do Poliuretano Termoplástico (TPU) após a retificação plana tangencial
title_sort Avaliação da rugosidade e da microdureza do Poliuretano Termoplástico (TPU) após a retificação plana tangencial
author Borges, Matheus Leandro de Souza
author_facet Borges, Matheus Leandro de Souza
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Silva, Rosemar Batista da
http://lattes.cnpq.br/8157858526322556
Abrão , Bruno Souza
http://lattes.cnpq.br/8991582410328510
Viana , Rhander
http://lattes.cnpq.br/5270141650315822
dc.contributor.author.fl_str_mv Borges, Matheus Leandro de Souza
dc.subject.por.fl_str_mv Retificação
Poliuretano
Rebolo de óxido de alumínio
Rugosidade
Microdureza
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO::PROCESSOS DE FABRICACAO, SELECAO ECONOMICA
topic Retificação
Poliuretano
Rebolo de óxido de alumínio
Rugosidade
Microdureza
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO::PROCESSOS DE FABRICACAO, SELECAO ECONOMICA
description 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.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-09-22T14:40:38Z
2021-09-22T14:40:38Z
2021-07-15
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv 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.
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32770
identifier_str_mv 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.
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32770
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Engenharia Mecânica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Engenharia Mecânica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1805569691274444800