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Eficiência energética rumo à usinagem sustentável: comparação entre trajetórias linear e senoidal no fresamento tangencial da liga ti-6al-4v
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1186177
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Silva, Rodrigo Henriques Lopes da | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://orcid.org/0000-0003-1956-5071 | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://lattes.cnpq.br/5977232724834847 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Hassui, Amauri | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/9862345799372101 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Goncalves, Janaina Fracaro de Souza | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://orcid.org/0000-0002-1920-3591 | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://lattes.cnpq.br/1857241899832038 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Silva, Rodrigo Henriques Lopes da | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://lattes.cnpq.br/5977232724834847 | - |
| Autor(es): dc.creator | Inacio, Marie Madeleine Sarzi | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2026-08-11T10:59:04Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2026-08-11T10:59:04Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-09-16 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-09-16 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-03-31 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38298 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1186177 | - |
| Descrição: dc.description | Sustainability is one of the fundamental pillars for industrial development and the maintenance of quality of life in society. The environment constantly faces significant challenges, reflecting the complex interaction between human activities and the ecosystems that sustain them. The planet is experiencing a critical moment in which environmental degradation has reached alarming levels, affecting biodiversity, climate, and the quality of air, water, and soil, thereby compromising the health and well-being of global populations. In the industrial context, sustainable manufacturing, which aims to minimize negative environmental impacts while maintaining economic viability, has become a strategic priority. Electrical energy consumption in machine tools is a key concern, particularly in the metalworking industry, where the search for solutions to reduce this impact has become increasingly relevant. Energy efficiency and tool wear are critical factors in CNC machines' machining processes. The selected milling path can directly impact energy consumption and tool durability, influencing operational efficiency and production costs. However, a detailed understanding of the impact of linear and sinusoidal tool paths on active power consumption during tangential milling still presents gaps. This study investigates the influence of linear and sinusoidal tool paths and cutting parameters on mean active power, energy consumption, energy efficiency, and 𝐶𝑂2 emissions in the tangential milling of Ti-6Al-4V alloy. The experiments were conducted on a CNC machine, with data acquisition from both the general power output and the spindle, while varying the cutting speed (60 and 85 m/min), depth of cut (0.5 and 1.0 mm), and feed per tooth (0.11 and 0.16 mm/tooth). The results indicate that the depth of cut is the primary influencing factor, significantly impacting mean active power and energy consumption at both the general output of the CNC machine and the spindle. During milling with the sinusoidal tool path, the mean active power at the spindle was 4.6% lower compared to the linear tool path, with a 14% reduction in energy consumption, a 7.8% increase in energy efficiency, and a 26% reduction in 𝐶𝑂2 emissions during the selected effective machining period. The results suggest that the sinusoidal tool path is a sustainable alternative for machining processes involving high material removal rates. These findings reinforce the potential of the sinusoidal tool path, highlighting that the tool path selection and proper parameterization of machining processes are essential for improving energy efficiency in the metalworking industry, advancing toward sustainable manufacturing. | - |
| Descrição: dc.description | Nos tempos atuais, a sustentabilidade é um dos pilares fundamentais para o desenvolvimento industrial e a manutenção da qualidade de vida na sociedade. O meio ambiente enfrenta constantemente grandes desafios, refletindo a complexa interação entre atividades humanas e os ecossistemas que os sustentam. O planeta vive um momento crítico, no qual a degradação ambiental atinge níveis alarmantes, afetando a biodiversidade, o clima e a qualidade do ar, da água e do solo, comprometendo a saúde e o bem-estar das populações globais. No contexto industrial, a manufatura sustentável, que busca minimizar os efeitos negativos no meio ambiente, enquanto mantém a viabilidade econômica, tornou-se uma prioridade estratégica. O consumo de energia elétrica em máquinas-ferramenta é uma preocupação fundamental, especialmente na indústria metalmecânica, onde a busca por soluções que reduzam esse impacto é cada vez mais relevante. A eficiência energética e o desgaste da ferramenta são fatores críticos em processos de usinagem com máquinas CNC. Nesse sentido, a trajetória de fresamento escolhida pode impactar diretamente o consumo de energia e a durabilidade da ferramenta, influenciando a eficiência operacional e os custos de produção. No entanto, a compreensão detalhada dos impactos das trajetórias linear e senoidal na potência ativa consumida durante o fresamento tangencial ainda apresenta lacunas. Este trabalho investiga a influência das trajetórias linear e senoidal, e parâmetros de corte sobre a potência ativa média, o consumo energético, a eficiência energética e as emissões de 𝐶𝑂2 no fresamento tangencial da liga Ti-6Al-4V. Os experimentos foram conduzidos em uma máquina CNC, com aquisição de dados na saída geral e no eixo árvore, variando a velocidade de corte (60 e 85 m/min), a penetração de trabalho (0,5 e 1,0 mm) e o avanço por dente (0,11 e 0,16 mm/dente). Os resultados indicam que a penetração de trabalho é o fator influente, impactando significativamente a potência ativa média e o consumo energético na saída geral da máquina CNC e no eixo árvore. Durante o fresamento com a trajetória senoidal, a potência ativa média do eixo árvore foi 4,6% menor em comparação à trajetória linear e apresentou uma redução de 14% do consumo energético, aumento de 7,8% na eficiência energética e redução de 26% das emissões de 𝐶𝑂2, durante o tempo efetivo de usinagem selecionado. O fato sugere que a trajetória de ferramenta senoidal é sustentável para processos de usinagem com intensa remoção de material. Os achados reforçam o potencial da trajetória senoidal, indicando que a escolha da trajetória e a parametrização adequada dos processos são fundamentais para aumentar a eficiência energética nas indústrias metalmecânica rumo à manufatura sustentável. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Publicador: dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | - |
| Publicador: dc.publisher | Cornelio Procopio | - |
| Publicador: dc.publisher | Brasil | - |
| Publicador: dc.publisher | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | - |
| Publicador: dc.publisher | UTFPR | - |
| Direitos: dc.rights | openAccess | - |
| Direitos: dc.rights | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.en | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Sustentabilidade | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Usinagem | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Engenharia mecânica | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Sustainability | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Machining | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Mechanical engineering | - |
| Palavras-chave: dc.subject | CNPQ::ENGENHARIAS | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Engenharia Mecânica | - |
| Título: dc.title | Eficiência energética rumo à usinagem sustentável: comparação entre trajetórias linear e senoidal no fresamento tangencial da liga ti-6al-4v | - |
| Título: dc.title | Energy efficiency towards sustainable machining: comparison between linear and sinuoidal toolpaths in tangential milling of ti-6al-4v alloy | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT | |
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