Insights Essenciais sobre o Processo de Lapidação para Acabamento Superficial de Precisão

A lapidação é uma operação popular hoje usada para várias operações de acabamento superficial, usando pós abrasivos soltos como agentes de moagem. É realizada normalmente em baixas velocidades. Este processo mecânico é realizado em produtos que exigem tolerâncias muito apertadas de planicidade, paralelismo, espessura ou acabamento.

Aplicações de processos de lapidação incluem ferramentas de corte, equipamentos de impressão, equipamentos de transmissão, estamparia e forjados, etc. Hoje você conhecerá a definição, aplicação, função, diagrama, operações, princípio de funcionamento, tipos, vantagens e desvantagens do processo de lapidação. Também conhecerá sobre máquinas de lapidação e seus processos.

O Que é Lapidação?

O termo lapidação é um processo pelo qual material é removido precisamente de uma peça (ou amostra) para que uma dimensão ou forma desejada possa ser obtida. O processo de lapidação foi feito em muitas aplicações e diferentes materiais como metais, vidros, semicondutores, ópticas, cerâmicas, amostras geológicas, gemas, minerais, etc.

A lapidação também pode ser vista como um processo de acabamento realizado usando abrasão solta. O processo pode ser realizado após a operação de moagem para criar uma superfície de acabamento altamente precisa. Embora o processo seja similar a moagem e brunimento, apenas que partículas abrasivas soltas são usadas para remover o material em vez de material ligado como roda de moagem.

Processos de lapidação geralmente removem 0,03 – 0,003 mm da peça. Técnicas de lapidação (e polimento) oferecem grandes benefícios devido à precisão e controle com que o material pode ser removido.

Máquinas de Lapidação

Máquinas de lapidação são tipos especiais de máquinas de acabamento de precisão que usam partículas abrasivas de slurry misturadas com óleo ou água. O slurry é uma ferramenta de corte líquida, forma um filme abrasivo entre a placa de lapidação subjacente e a peça a ser lapidada.

Máquinas de lapidação têm capacidade de criar superfícies planas, normalmente até 0,001 mm, com acabamentos superficiais melhores que Ra 0,01. Em seu processo, a peça é gradualmente removida através da ação de rolamento e deslizamento dos grãos abrasivos entre a roda de lapidação e a peça. O material removido e o slurry então drenam para fora da mesa.

Máquinas de lado único e lado duplo são os dois tipos de sistemas de lapidação e polimento plano. O lado único literalmente significa que apenas um lado de uma peça pode ser processado por vez. Múltiplos lados de uma peça também podem ser processados mas um após o outro, apenas um por vez.

O lado duplo significa que dois lados podem ser processados simultaneamente. Múltiplos lados da peça também podem ser processados mas apenas dois por vez.

Aplicações de Lapidação

As aplicações de lapidação na indústria incluem aeroespacial, automotiva, eletrônica, etc. Abaixo estão as várias aplicações de lapidação:

• Usado em hidráulica e pneumática: fundições, placas de válvula, vedantes, corpos de cilindro, placas deslizantes.
• Produção de bombas: palhetas, impulsores, faces de vedação, válvulas rotativas, etc.
• Placas de embreagem, engrenagens, espaçadores e calços em equipamentos de transmissão.
• Em estamparia e forjados, lapidação é realizada em bosses, espaçadores, placas, martelos de tipo, etc.
• Ferramentas de corte: pontas, lâminas de fenda.
• Equipamentos de impressão: usado na fabricação de placas de impressão, novas ou recondicionadas.
• Equipamentos de inspeção: blocos de teste, bigornas de micrômetro, placas de superfície, planos ópticos.
• Finalmente, componentes aeroespaciais: componentes de giroscópio, vedantes, placas de trava.

A aplicação de processos de lapidação é tão vasta porque quase todos os tipos de material podem ser usinados. Estes materiais incluem cerâmica, vidro, madeira, etc. até materiais quebradiços podem ser usinados.

A função deste processo de lapidação é obter uma precisão extremamente alta de forma e dimensões e uma boa qualidade de superfície.

Diagrama dos processos de lapidação:

Operações Realizadas com Máquinas de Lapidação

Abaixo está a operação especial realizada em máquinas de lapidação:

• Modificação de acabamento superficial, geralmente melhorado em valores qualitativos de superfície e subsuperfície (mais liso).
• A planicidade (geometria) de uma superfície pode se tornar plana ou esférica em contorno usando uma máquina de lapidação.
• Remoção de material.
• Uma forma passiva de moagem (baixa pressão, baixa velocidade, baixa taxa de remoção)
• Lapidação é utilizada em superfícies planas, não formas esféricas ou contornos.
• Uma quantidade específica de movimento é requerida por parte da ferramenta (placa de lapidação), da peça, ou de ambas.

• Máquinas de lapidação são especificamente feitas para materiais de alta tolerância.
• Polimento de material

Princípio de Funcionamento

O funcionamento da lapidação é menos complexo e pode ser facilmente entendido. Uma máquina de lapidação consiste de 5 componentes principais que incluem uma mesa rotativa (conhecida como placa de lapidação), vários anéis de condicionamento, o peso superior, o slurry (ferramenta), e a própria máquina.

Os controles, motor, refrigerante, filtro e outros componentes subsidiários para operação adequada do mecanismo estão abrigados na máquina. A placa de lapidação é alimentada (rotaciona) por um motor e os anéis de condicionamento giram automaticamente conforme a placa gira. Esta placa é geralmente feita de ferro fundido mole de alta qualidade, embora cobre e outros metais moles possam ser usados.

A função dos anéis de condicionamento é segurar a peça. Os anéis ajudam a distribuir o desgaste uniformemente pela placa de lapidação aumentando sua vida. Anéis especiais podem ser ajustados para algumas operações específicas como cilíndricas, especialmente peças longas.

Uma placa superior é usada para pressionar a peça para baixo para que a abrasão possa ocorrer. Pode ser tampas simples ou coberturas tipo pistão operadas mecanicamente. O slurry é feito de vários materiais abrasivos como diamante ou carbono com base líquida de óleo ou água. É alimentado entre a placa de lapidação e a placa superior, que é distribuído uniformemente pela superfície pela rotação da placa. Os minúsculos abrasivos suspensos no líquido arrastam e rolam pela superfície das peças seguras. Moem qualquer micro-irregularidade na superfície da peça.

Assista ao vídeo abaixo para aprender mais sobre o processo de lapidação:

Tipos de Lapidação

Os diferentes tipos de lapidação podem ser determinados pela ação de esfregação, que pode ser feita manualmente ou pelo uso de máquina. Abaixo estão os vários tipos de lapidação:

Lapidação Manual:

Lapidação manual é quando a operação é realizada manualmente, ou seja, a peça é esfregada sobre a placa de lapidação usando a mão. Neste processo, a placa é primeiro revestida com um material abrasivo que é uma forma de pasta. Após isso, a peça é então esfregada sobre a placa aplicando manualmente pouca pressão.

Lapidação por Máquina:

A lapidação por máquina envolve uma placa de lapidação rotativa e anéis de condicionamento exatamente como explicado na seção do princípio de funcionamento. Os anéis são usados para segurar a peça e ela rota e esfrega a peça contra a placa de lapidação. Estes tipos de processos de lapidação são usados para acabamento de grandes quantidades de peças similares.

Vantagens e Desvantagens da Lapidação

Vantagens:

Abaixo estão os benefícios da lapidação em suas várias aplicações:

• Alta precisão de dimensões.
• Refinamento de acabamento superficial.
• Uma forma imperfeita pode ser corrigida.
• Produzindo ajuste preciso entre superfícies de acoplamento.
• Precisão extrema em planicidade e paralelismo é obtida quando ambos os lados de uma peça plana são lapidados simultaneamente.
• Alívio de tensões inerentes pode ser alcançado.
• Menos calor é gerado comparado à maioria dos outros processos de acabamento.
• Dispositivos de fixação não são requeridos. Ou seja, distorção da peça não ocorre.

Desvantagens:

Apesar das boas vantagens da lapidação, algumas limitações ainda ocorrem. Abaixo estão as desvantagens da lapidação em suas várias aplicações:

• O processo é caro.
• É um processo lento.
• Operador semi-qualificado requerido.
• Custo inicial da máquina é alto.
• O processo é realizado apenas em superfície plana.
• Custo de manutenção também é alto.
• Devido à taxa de produção lenta, custos operacionais podem ser caros.

Conclusão

O processo de lapidação é um processo de acabamento muito importante no mundo industrial hoje. O processo pode remover 0,03 – 0,003 mm da peça. Técnicas de lapidação (e polimento) oferecem grandes benefícios devido à precisão e controle com que o material pode ser removido. Isso é tudo para este artigo onde expliquei a definição, aplicações, operações, funcionamento e tipos de processo de lapidação. As vantagens e desvantagens também são explicadas.

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