Projeto de máquina para maquinagem de tubos em fibra de vidro obtidos por enrolamento filamentar

Abstract

Nas últimas décadas tem-se verificado uma utilização crescente de materiais compósitos em diversas áreas. Este facto tem obrigado a indústria a evoluir no sentido de desenvolver equipamentos mais adequados à fabricação destes produtos. Os produtos em material compósito, fabricados com as técnicas convencionais, como enrolamento filamentar ou pultrusão, muitas vezes necessitam de operações de acabamento recorrendo a processos de maquinagem. Estes processos foram desenvolvidos para serem aplicados a materiais metálicos, pelo que, há a necessidade de uma evolução na sua aplicação a materiais compósitos, nomeadamente, na alteração de alguns equipamentos, parâmetros e materiais para ferramentas. Durante este estágio, foi elaborado o projeto para a reformulação de uma máquina ferramenta que era utilizada em processos de maquinagem de tubos em fibra de vidro, na empresa Vidropol. Esta reformulação foi requisitada à Gislotica, empresa dedicada ao projeto, fabrico e automação de sistemas mecânicos, que se encarregou do projeto da mesma. Após esta requisição, junto da Vidropol, estudou-se a máquina existente com o objetivo de compreender o seu funcionamento e as suas limitações. Resumidamente, a máquina tem a capacidade de maquinar as duas extremidades dos tubos, com a versatilidade de poder adaptar-se a diferentes diâmetros e comprimentos. Concluída a análise da máquina existente, a Vidropol indicou todas os requisitos pretendidos para a nova máquina, estando entre eles a adição de um novo processo de retificação. Já com todas as informações recolhidas, desenvolveu-se o projeto da nova máquina ferramenta que, devido às suas características de maquinagem, foi designada por retificadora. O projeto iniciou-se com a criação de alguns esboços para possíveis soluções, que garantam os requisitos da Vidropol. Todos os esboços são analisados e discutidos, até se chegar a um consenso. Após esta fase, fez-se uma pesquisa para encontrar soluções no mercado que pudessem ser mais-valias para a nova retificadora. Após escolha dessas soluções, iniciou-se o desenho tridimensional da nova máquina. Depois de executados os modelos tridimensionais, foi necessário preparar os desenhos para o fabrico das peças e montagem final da máquina. Para isso, fizeram-se os desenhos de definição das peças com os toleranciamentos dimensionais e geométricos adequados a cada componente e os desenhos de conjunto onde é apresentada a montagem de todos os componentes. No final deste trabalho pode conclui-se que, a análise da máquina existente foi muito importante para a sua reformulação, permitindo evitar os erros que existiam e acrescentar algumas melhorias.

In recent decades there has been an increasing use of composite materials in several areas. This fact, has forced the industry to evolve towards developing better suited equipment to the manufacture of these products. The products made of composite material, manufactured using conventional techniques, such as pultrusion or filament winding, often require finishing operations using machining processes. These processes are designed to be applied to metallic materials, so there is the need for an evolution in its application to composite materials in particular by the amendment of some equipment, parameters and materials for tools. The project for the reformulation of a machine tool, that was used in machining processes in glass fiber pipes made by the Vidropol company, was designed during this internship. This reformulation was required to Gislotica, company dedicated to the design, manufacturing and automation of mechanical systems, which undertook the project. After this request, together with the Vidropol company, the existing machine was studied in order to understand its functioning and its limitations. Briefly, the machine has the capacity to machine the two ends of the tubes with the versatility to adapt to different diameters and lengths. After the completion of the analysis of the existing machine, the Vidropol company, indicated all the desired requirements for the new machine, standing among them the addition of a new rectification process. After all information were collected, the project of the new machine tool was developed which, due to its machining characteristics, was called rectifier. The project began with the creation of some sketches for possible solutions that ensure the Vidropol company requirements. All sketches are analysed and discussed, until a consensus is reached. After this phase, began a search to find solutions on the market that could be added value for the new rectifier. After choosing the solutions, began the three-dimensional design of the new machine. After running the three-dimensional models, it was necessary to prepare the drawings for the manufacture of parts and final assembly of the machine. To this end, there have been made the definition drawings of the parts with the appropriate dimensional and geometrical tolerances for each component and the drawing sets where the mounting of all components is shown. At the end of this work it can be concluded that the analysis and study of the existing machine was very important for its reformulation, allowing so to avoid the mistakes that existed and to add some improvements.