A usinagem de compósitos é muito diferente da usinagem de metais, e para cada tipo de compósito é usado um processo diferente. Além disso, a gama destes materiais é maior que a dos metais. Isto tem implicações assustadoras para as indústrias que estão começando a fabricar peças com compósitos, bem como para as empresas que já estão trabalhando com o material. Este tipo de usinagem precisa de uma reavaliação dos métodos, ferramentas e, em alguns casos, até mesmo máquinas e dispositivos de fixação. Na verdade, cada novo material comercializado precisa de uma nova abordagem na usinagem.
A ação de corte em compósitos é muito diferente, em que o gume não gera cavacos, como acontece com a maioria dos metais. A borda do material composto acaba quebrando para ser removido, frequentemente cortando a resina epóxi e fraturando o corte das fibras no processo.
O princípio geral de usinagem de compósitos é a utilização de extra-arestas de corte que tem espaço suficiente para um corte limpo e reduz a tendência de atrito entre a ferramenta e a peça. Deve ser absolutamente evitado o uso de ferramentas desgastadas, uma vez que mesmo pequenas alterações geométricas na borda podem levar rapidamente a uma excessiva geração de calor e ruptura da ponta e, se não tratados, podem afetar a qualidade em níveis consideráveis.
Quando várias geometrias de ferramentas são necessárias para se adequar à natureza diversa dos compósitos, é necessário que o corte seja fácil, gerando o mínimo de forças de corte.
Alcançar bom desempenho, segurança e resultados requer o estabelecimento de processos customizados para se adequar e otimizar as operações e os materiais em questão. Um cálculo econômico deve determinar qual a solução mais favorável em situações onde a taxa de remoção de material é importante, mas não o principal fator.
A qualidade das bordas e do furo, combinado com o valor por metro, irá afetar ainda mais a produtividade quando se tratar de usinagem de compósitos. O acabamento realizado em uma única operação pode reduzir ou eliminar operações secundárias, contribuindo para a melhoria da vida útil da ferramenta e reduzindo o tempo de inatividade da máquina.
Em um mundo em constante evolução, o uso de ferramentas de corte dedicadas a um tipo particular de composto é essencial. Também é primordial para estabelecer os parâmetros adequados para as operações e alcançar a configuração correta.
A furação, uma operação dominante em compósitos, é particularmente difícil porque o material pode lascar ou até mesmo se dividir em camadas separadas (delaminação) na entrada e saída do furo. Atingir o acabamento necessário da superfície exige um esforço extra no corte entre as camadas de fibra e da matriz. Assim como a resistência ao impacto e ao calor em materiais compósitos estão evoluindo, o mesmo deve ocorrer com a usinagem desses materiais.
Especialmente adaptado, o revestimento ou ponta de diamante policristalino (PCD) melhora a vida útil da ferramenta. O diamante resiste ao desgaste das diversas fibras de carbono, inclusive ao titânio.
As demandas em superfícies planas usinadas costumam ser elevadas para os componentes compostos, como nos recursos de gumes e rebarbas, exigindo abordagens inovadoras, com pastilhas adequadas e ferramentas de metal duro revestidas de diamante.
As ferramentas de corte com PCD são uma solução para a maioria das operações de fresamento, onde são projetadas com vários desenhos de canais para atender às demandas do aplicativo. As melhorias incluem alcançar melhor acabamento superficial pela aplicação de um instrumento particular de geometria. Isto também pode implicar no transporte de poeira, enquanto que reduz ainda mais as tendências de fragmentação e desgaste.
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