Dominando a Usinagem de Grafite: Ferramentas, Refrigerante e Dicas de Segurança

Apesar de ser um material mais macio, o grafite é na verdade um dos materiais mais difíceis de usinar. Existem muitas considerações que os maquinistas precisam fazer em termos de ferramentas, uso de refrigerante e segurança pessoal quando se trata de usinar estas peças. Este post "In The Loupe" examinará as propriedades do material, técnicas chave de usinagem a considerar, e dicas para selecionar adequadamente ferramentas de corte para alcançar sucesso neste material complicado.

O que é Grafite?

Embora o grafite seja um alotropo de carbono, os dois termos não são simplesmente intercambiáveis. Carbono é um elemento que pode formar vários alotropos diferentes incluindo grafite, diamante e fulerita. O grafite acontece ser a forma mais estável de carbono, e é a mais comum, já que o carbono naturalmente ocorre como grafite sob condições padrão.

O grafite é mais reconhecido por sua condutividade superior e resistência a alto calor e corrosão. Isso o torna um material comum em situações de alto calor, alta pressão nas indústrias aeroespacial, eletrodo, nuclear, energia e militar.

Mesmo que o grafite possa lidar com situações intensas de alta pressão com facilidade, é na verdade um material muito macio, abrasivo e frágil. Isso pode causar sérios desafios ao usinar, pois o grafite pode consumir ferramentas de corte, e minimizar severamente a vida útil de uma ferramenta. No entanto, com as ferramentas e técnicas adequadas, existem maneiras de otimizar a usinagem de grafite para ser mais custo-efetiva que a concorrência.

Técnicas de Usinagem de Grafite

Como o grafite é um material tão macio e frágil, consideração especial precisa ser feita ao usinar para evitar lascá-lo. Para obter um bom corte, recomenda-se que você use cargas de cavaco leves e taxas de avanço mais baixas em grafite. Se você fizesse um corte pesado em uma taxa de avanço rápida, começaria a lascar o grafite e poderia causar sua fratura completa. Para dar um ponto de comparação, cargas de cavaco para grafite são similares às de materiais de Alumínio, mas com menos da metade da taxa de avanço.

Para dar uma ideia de velocidades e avanços para grafite, aqui está um exemplo usando uma Fresa de Topo Quadrada de 4 Flautas, Revestida CVD Diamante, 1/4" da Harvey Tool. Se essa ferramenta estivesse rodando a RPM padrão de 12.000 a 780 SFM, a carga de cavaco recomendada seria .00292 para uma taxa de avanço de 140 IPM.

Em termos de configuração da máquina, a dica principal a lembrar é sempre evitar usar refrigerante. O grafite é um material bastante poroso, e assim pode absorver refrigerante e agir como uma "esponja de refrigerante", o que causará problemas com peças acabadas. Dentro da máquina e nas ferramentas, o refrigerante pode realmente reagir com a poeira de grafite e criar uma lama abrasiva, que causará problemas durante a usinagem. Um sistema de vácuo é recomendado para limpar material durante a usinagem de grafite. Caso contrário, ferramentas revestidas devem ser capazes de rodar a seco.

Outra coisa a notar ao usinar grafite é que, como o grafite não produz cavacos, mas sim uma nuvem de poeira muito abrasiva, pode ser prejudicial a operadores e máquinas sem cuidado adequado. Operadores devem usar máscara protetora para evitar inalar a poeira de grafite. Ventilação adequada e manutenção da qualidade do ar na oficina também é fundamental para a proteção de maquinistas ao trabalhar com grafite.

Como a poeira de grafite também é extremamente condutiva, pode facilmente danificar circuitos não protetivos dentro da sua máquina CNC, o que pode causar grandes problemas elétricos. Embora refrigerante não seja recomendado, um sistema de vácuo pode ajudar a remover a poeira, impedindo que ela se acumule demais dentro da máquina e prevenindo problemas sérios.

Aumente Sua Eficiência de Usinagem de Grafite — Acesse as Tabelas de Velocidades e Avanços da Harvey Tool Hoje

Ferramentas de Corte para Usinagem de Grafite

Como mencionado anteriormente, o grafite é um notório assassino de ferramentas de corte devido à sua natureza extremamente abrasiva. Mesmo as fresas de topo de metal duro da mais alta qualidade, se deixadas sem revestimento, desgastarão rapidamente na maioria dos trabalhos. Este desgaste extremo pode forçar uma troca de ferramenta durante uma operação, o que poderia levar a uma imperfeição na peça ao tentar reiniciar a operação onde a ferramenta desgastada parou.

Ao selecionar uma ferramenta de corte para usinagem de grafite, o revestimento e aresta de corte são a consideração mais importante. Contagem de flautas, ângulos de hélice e outras características-chave da geometria da ferramenta acabam ficando em segundo plano em relação ao revestimento ao comprar ferramentas.

Para usinagem de grafite, um revestimento de diamante CVD (Deposição Química de Vapor) é recomendado sempre que possível para maximizar vida útil da ferramenta e desempenho. Estes revestimentos são crescidos diretamente no metal duro da fresa, melhorando a dureza e deixando a ferramenta com uma camada de revestimento 5 vezes mais espessa que um Revestimento de Diamante PVD. Embora não seja a aresta mais afiada, o revestimento de diamante CVD fornece vida útil de ferramenta muito mais longa que outros revestimentos de diamante devido à camada de diamante mais espessa.

Embora custos iniciais de ferramentas possam ser maiores com ferramentas revestidas CVD versus ferramentas sem revestimento, como ferramentas revestidas CVD veem vida útil consideravelmente mais longa que ferramentas sem revestimento, isso faz o custo por peça encolher significativamente. Em materiais difíceis e abrasivos como grafite, a ferramenta de metal duro sem revestimento durará pouco tempo antes que a abrasividade do grafite desgaste completamente a aresta de corte. Ter uma ferramenta revestida CVD dará uma vantagem sobre a concorrência, manterá sua máquina rodando com menos tempo de inatividade para trocas de ferramenta, e finalmente entregará economia substancial de custos.

No geral, o grafite pode ser um material difícil de usinar, mas com as ferramentas de corte certas e velocidades e avanços adequados você estará fazendo peças de qualidade em pouco tempo. A Harvey Tool oferece uma ampla seleção de fresas de topo revestidas CVD em vários diâmetros, alcances e comprimentos de corte para garantir que você tenha o que precisa para qualquer trabalho que venha.