Estudo experimental da microrretificação de canais em Quartzo-α

dc.contributor.advisor1Araujo, Luis Antonio Oliveira
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3639906702064630
dc.contributor.authorMonteiro, Mateus Oliveira
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/8545885207004297
dc.date.accessioned2025-07-03T13:53:22Z
dc.date.issued2025-06-06
dc.description.abstractSingle crystals, such as quartz (SiO₂), exhibit attractive mechanical properties, including a regular atomic arrangement, dimensional stability at high temperatures, and low mass, making them relevant in applications such as sensors and electronic resonators. This study focuses on the microgrinding of α-quartz on the AT-cut plane, aiming to evaluate the feasibility of applying this process to hard and brittle materials, in comparison to the abrasive disc process. A microgrinding tool with a 1.2 mm diameter and abrasive grit with an average equivalent diameter of 30 μm was used to analyze the effect of varying machining parameters — depth of cut, feed per revolution, and tool rotation — on the quality of the machined surface. The volume removed per revolution (VRR), based on the abrasive disc work by Araújo (2015), served as a reference to ensure technological comparability between processes by assessing the average size of surface defects. A total of 18 experiments were conducted using KG Sorensen FG 1093FF microgrinding tools under different conditions, aiming to evaluate the formation of critical damage (chipping) through optical microscopy, in addition to investigating the potential influence of pocket clogging in the tool, which affects the quartz removal mechanism. The results indicated that although the microgrinding tool is more sensitive to variations in VRR, with a sharper increase in surface defects, it offers significant advantages in precision machining contexts. Its geometry allows for complex shape machining, overcoming the limitations of abrasive disc cutting. The microgrinding tool proved particularly effective at a cutting depth of 0.1 mm and feed rates of 0.0001290; 0.000042; and 0.000025 mm/rev, where no significant impact on the removal mechanism or cutting performance was observed. It is concluded that, despite challenges such as pronounced tool wear and material accumulation in the tool pockets, the microgrinding process holds potential for the manufacturing of miniaturized components and is promising for applications where precision and geometric complexity are essential.eng
dc.description.resumoOs monocristais, como o quartzo (SiO₂), apresentam propriedades mecânicas atrativas, como arranjo atômico regular, estabilidade dimensional em altas temperaturas e baixa massa, tornando-os relevantes em aplicações de sensores e ressonadores eletrônicos. Este trabalho foca no estudo da microrretificação do quartzo-α no plano AT, visando avaliar a viabilidade da aplicação desse processo em materiais duros e frágeis, comparando-o com o processo disco abrasivo. Foi utilizado um microrrebolo de 1,2 mm de diâmetro com abrasivos de 30 μm de diâmetro médio equivalente, analisando o efeito da variação dos parâmetros de usinagem, profundidade de corte, avanço por revolução e rotação da ferramenta, sobre a qualidade da superfície usinada. O volume removido por revolução (VRR), obtido com base no trabalho com disco abrasivo de Araújo (2015), serviu como referência para garantir comparabilidade tecnológica entre os processos, por meio do resultado do tamanho médio das falhas. Foram realizados 18 ensaios com microrrebolos do modelo KG Sorensen FG 1093FF, sob diferentes condições, buscando avaliar a formação de danos críticos (lascas) por meio de microscopia óptica, além da possível influência do entupimento dos bolsões (pockets) da ferramenta, que impacta no mecanismo de remoção do quartzo. Os resultados indicaram que, embora o microrrebolo seja mais sensível às variações de VRR, com falhas aumentando de forma mais acentuada, ele oferece vantagens significativas em contextos de usinagem de precisão, pois sua geometria permite usinagens com formas complexas, superando limitações do corte com disco abrasivo. O microrrebolo se mostrou especialmente eficaz no corte com profundidade de 0,1 mm e nos avanços 0,0001290; 0,000042 e 0,000025 mm/rev, onde não houve impacto significativo no mecanismo de remoção e no desempenho de corte. Conclui-se que, mesmo com desafios como: o desgaste acentuado do microrrebolo e um acúmulo de material nos pockets, o processo de microrretificação tem potencial para a fabricação de componentes miniaturizados, sendo promissor para aplicações onde a precisão e a complexidade geométrica são essenciais.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.citationMONTEIRO, Mateus Oliveira. Estudo experimental da microrretificação de canais em Quartzo-α. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22274.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22274
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMec
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectQuartzo
dc.subjectMicrorretificação
dc.subjectRetificação
dc.subjectAbrasivo
dc.subjectMonocristal
dc.subjectMicro grindingeng
dc.subjectGrindingeng
dc.subjectAbrasiveeng
dc.subjectSingle crystaleng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
dc.titleEstudo experimental da microrretificação de canais em Quartzo-α
dc.title.alternativeExperimental investigation of micro-grinding processes for channel fabrication in α-Quartzeng
dc.typeDissertação

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