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Métodos avançados
de usinagem: feixe
de elétrons e ultra-som
O

homem primitivo só contava com as próprias mãos para cortar os materiais. Depois, descobriu que podia fazer ferramentas de ossos, gravetos ou pedras. Com essas ferramentas rústicas, produzia suas
roupas, utensílios de cozinha, abrigos e armas.
Com a descoberta dos metais, o bronze e o ferropassaram a ser usados na
confecção de ferramentas manuais e, por um período que durou aproximadamente um milhão de anos, os instrumentos feitos com esses materiais possibilitaram
ao homem exercer um gradativo domínio sobre os fenômenos da natureza.
Até o século XVII, as ferramentas continuaram a ser operadas à mão, ou por
dispositivos mecânicos rudimentares. Tais métodos tornaram possível aconstrução de navios, edificações, mobílias e utensílios diversos para uso cotidiano.
A compreensão de que a água, o vapor e, mais tarde, a eletricidade podiam
ser usados como fontes de energia, possibilitou a produção de máquinasferramenta operadas por essas forças, levando ao desenvolvimento da indústria
das máquinas-ferramenta nos séculos XVIII e XIX.
No século XX, como você já sabe, odesenvolvimento tecnológico provocou
uma revolução nos meios e modos de produção estabelecidos, possibilitando
o acesso a novas fontes de energia que, por sua vez, tornaram viáveis novas
aplicações industriais.
Nesta virada de século, os desafios impostos pelas novas necessidades de
produção continuam a ser vencidos a passos largos. Processos tecnológicos
alternativos vêm sendo desenvolvidos, na buscapermanente de maior qualidade, maior produtividade e menor custo. Alguns desses processos você já viu
em aulas anteriores deste módulo, como o corte a laser , o corte plasma e o corte
por jato de água.
Esta aula e a próxima serão dedicadas ao estudo de outros quatro métodos
avançados de usinagem, de uso ainda pouco difundido entre nós. Nesta aula
serão abordadas a usinagem por feixe deelétrons e a usinagem por ultra-som.
Na aula seguinte, serão apresentados os métodos de usinagem química
e usinagem eletroquímica.

Ao terminar o estudo dessas aulas, você terá uma visão geral dos princípios
de funcionamento desses novos métodos e dos procedimentos operacionais
dos equipamentos desenvolvidos para utilizar sua potencialidade.

Métodos tradicionais X métodos avançados
Nosprocessos tradicionais, o arranque de material se dá por cisalhamento
ou abrasão. Esses métodos apresentam limitações para usinagem de materiais
duros e de peças com formas complexas.
Por outro lado, os novos processos de usinagem baseiam-se muito mais
em princípios eletrofísicos do que nas propriedades mecânicas dos materiais.
Segundo esses novos métodos, a usinabilidade dos materiais depende,predominantemente, de características como:
·
·
·
·

ponto de fusão;
condutibilidade térmica;
resistividade elétrica;
peso atômico.

A miniaturização de peças e componentes e a exatidão requerida para
atender às necessidades atuais são outros fatores que funcionam como obstáculo
aos métodos convencionais de usinagem, mas não constituem problema para
os métodos avançados, que possibilitama remoção de material molécula
por molécula e até mesmo átomo a átomo.
Alguns desses novos métodos baseiam-se em teorias já conhecidas há algum
tempo. Porém, sua utilização só se tornou possível graças ao desenvolvimento
de suportes tecnológicos adequados. É o caso, por exemplo, da usinagem por
feixe de elétrons, que só se tornou viável a partir do momento em que
se conseguiu maior domíniosobre a produção de câmaras de vácuo, como você
verá a seguir.

Usinagem por feixe de elétrons
Este método baseia-se no princípio de que o bombardeamento de elétrons
gera energia, ou seja, quando os elétrons são acelerados e concentrados em um
feixe, uma intensa energia cinética é produzida.
Quando o feixe assim concentrado choca-se contra uma superfície bem
definida, o impacto faz com...
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