Sm@rtEdge
Desenvolvimento de Ferramentas Inteligentes

Desafio

Na maquinação de materiais e/ou ligas especiais o calor gerado no processo de corte é o grande responsável pela diminuição das propriedades mecânicas das ferramentas. As tensões na aresta de corte são severamente afetadas pelas flutuações de temperatura existentes naquela zona, afetando a qualidade dos produtos e das ferramentas. Para avaliar e ultrapassar de modo eficaz este problema, o projecto Sm@rtEdge propõe o desenvolvimento de um sensor que permita a monitorização contínua da temperatura na aresta de corte da ferramenta, em processos de corte por arranque de apara. Otimização do processo de corte com uma solução que possibilite um aumento da vida útil da ferramenta e diminuição de desperdícios, com a utilização das ferramentas nas temperaturas corretas de funcionamento, no sentido de melhorar a eficiência energética do processo e diminuir os custos associados à maquinação de ligas especiais.

Solução / Objetivo Principal

O principal objetivo do projeto SmartEdge foi reforçar a investigação, o desenvolvimento tecnológico e a inovação.
Desenvolvimento de um sensor de temperatura baseado na tecnologia de filmes finos para monitorização in-situ de processos de corte por arranque de apara. O objetivo principal é monitorizar via wireless a temperatura nas arestas de corte da ferramenta durante as operações de maquinação com um sistema sensor que combina propriedades dielétricas, sensitivas e de resistência ao desgaste.

Integração de um sistema multicamada de nitretos produzido por pulverização catódica com a ferramenta de corte permite a avaliação da temperatura de forma contínua na aresta de corte até 900°C, mantendo propriedades estruturais e mecânicas a altas temperaturas. Em conjunto com um sistema de transmissão de dados sem fios é um avanço importante no sentido da produção autónoma e sustentável com máquinas inteligentes.

Objetivos, Atividades e Resultados esperados / atingidos

Objetivos Esperados:
• Sistema de monitorização de temperatura para operações de maquinagem, onde a pastilha de corte integra um sensor de temperatura de filme fino e o porta pastilhas executa o condicionamento de sinal e transmissão de dados de temperatura por tecnologia sem fios;

• Deposição de um sensor de temperatura (de filme fino) na face de ataque da pastilha de corte posicionado o mais próximo possível da aresta de corte;
• Sensor de filme fino adequado para medir a temperatura na aresta de corte, num intervalo de temperaturas compreendido entre (600-900°C).

Objetivos Atingidos:
• Sistema de monitorização da temperatura in-situ e em tempo real, de ferramentas de corte, para operações de torneamento e frezamento;

• Transmissão de dados de temperatura por tecnologia sem fios, durante operações de maquinagem em ambiente industrial, para um software dedicado à interação com o operador;

• Caraterização elétrica, estrutural e mecânica do filme fino sensor até 700°C;

• Torneamento da liga de titânio Ti6Al4V (grau 5) com ferramentas revestidas com filme fino desenvolvido, em ambiente industrial, com avaliação da temperatura de corte em tempo real.