Contribuição ao estudo e seleção de materiais, caracterização e processamento por fresamento em altas velocidades (HSM) no beneficiamento do riodacito (basalto carijó)

Abstract

A necessidade de produtos inovadores que suplantem a competição por preço e ofereçam conquista de mercado, além da garantia da qualidade em grandes escalas de produção, confere ao design, a engenharia e a tecnologia, numa abordagem multidisciplinar, possibilidades para solução de algumas dessas demandas. Dentre os materiais com necessidade de inovação podem ser destacadas as rochas ornamentais e de revestimento, muito utilizadas na arquitetura e construção, construção e revestimento de elementos urbanos, arte funerária, e arte e decoração. Apesar da diversidade de aplicações, percebe-se a geração de somente seis tipos básicos de produtos, todos com baixo valor agregado: blocos, chapas, placas para revestimento, ladrilhos, pisos e manufaturados em menor escala. Embora o Brasil apresente grande potencial geológico para rochas ornamentais, ocupando 5º lugar na produção mundial, sua participação no mercado se faz, na maioria das vezes, como fornecedor de rochas em bruto ou semi-acabadas. Apesar da visível expansão e do aumento da representatividade brasileira no mercado, os avanços tecnológicos utilizados no desdobramento final de rochas ornamentais se limitam ao aprimoramento dos equipamentos de corte, principalmente na durabilidade dos discos diamantados, e polimento buscando atender, num primeiro momento, os requisitos de comercialização, produção e distribuição de produtos semi-acabados. Posto este cenário percebem-se dois aspectos ainda pouco explorados em rochas ornamentais, especialmente no basalto carijó. Primeiro: a inclusão de novas tecnologias de beneficiamento e agregação de valor por processos não convencionais para este setor. Segundo: a caracterização das propriedades, principalmente a dureza e a correlação com o desgaste da ferramenta cortante. São objetivos desta pesquisa estudar e desenvolver os processos de fresamento CNC (Comando Numérico Computadorizado) em altas velocidades (High Speed Machining – HSM) no beneficiamento do basalto carijó e determinar os parâmetros de fresamento, para obtenção dos melhores padrões na relação tempo de usinagem versus desgaste da ferramenta versus abrasão do material, e replicar os resultados obtidos nas amostras. Os resultados obtidos mostram que a matéria prima utilizada, por ser natural, apresenta grandes variações de composição e dureza não permitindo a determinação de um parâmetro de fresamento específico. No entanto foi possível traçar, com o a utilização de um pós-processador desenvolvido especificamente para este estudo, um mapa de tomada de decisão que serve como facilitador na execução deste processo.

The need for innovative products that supplant the competition by offering price and market conquest, and quality assurance in large-scale production, gives the design, engineering and technology, a multidisciplinary approach, possibilities for solving some of these demands. Among the materials in need of innovation can be highlighted and the ornamental coating, widely used in building and construction, construction and finish of urban elements, funerary art, and art and decoration. Despite the diversity of applications, we can see the generation of only six basic types of products, all with low added value, blocks, plates, boards, cladding, tiles, floors and manufactured on a smaller scale. Although Brazil presents a great geological potential for ornamental rocks, occupying fifth place in world production, its market share if it does, mostly, as the supplier of rocks, raw or semi-finished. Despite the visible expansion and increased representation in the Brazilian market, the technological advances used in the final unfolding of ornamental stones are confined to the improvement of the cutting equipment, especially in the durability of diamond blades, polishing and trying to meet, at first, the requirements marketing, production and distribution of semi-finished products. Tour this scenario, two aspects are perceived largely unexplored in stone, especially on basalt carijó. First, the inclusion of new technologies for processing and adding value by unconventional methods for this sector. Second, the characterization of the properties, especially hardness and correlation with cutting tool wear. The objectives of this research study and develop the processes of milling CNC (Computerized Numerical Control) at high speeds (High Speed Machining - HSM) in the processing of basalt carijó determining the parameters of milling, to obtain the best standards in the relationship versus machining time tool wear versus abrasion material, and replicating the results obtained in the samples. The results show that the raw material used is natural presents large variations in composition and hardness does not allow the determination of a parameter specific milling. However it was possible to trace, with the the use of a post-processor developed specifically for this study, a statement of decision making that serves as a facilitator in the implementation of this process.