Development of manufacturing technology for abrasive grinding wheels with internal cooling channels produced with 3D structures obtained by additive manufacturing

A retificação é um dos processos de fabrico mais relevantes na atualidade, mas é, também, um dos mais exigentes em termos consumo de fluidos de corte. A utilização excessiva destes fluidos representa, não apenas, um encargo económico significativo, mas também um problema ambiental grave, associado à sua utilização e ao seu descarte. Neste sentido, o desenvolvimento de estratégias alternativas de arrefecimento tem sido apontado como uma via essencial para aumentar a eficiência e a sustentabilidade do processo. Neste contexto, a presente tese propõe um novo método de fabrico de mós abrasivas estruturadas com canais internos de refrigeração, para transporte do fluido de arrefecimento diretamente para a zona de contacto. O processo desenvolvido combina fabrico aditivo com prensagem a quente, permitindo a criação de geometrias complexas no interior da mó de forma económica, adaptável e flexível. Assim, entre as suas vantagens destacam-se a possibilidade de integrar canais ao longo de todo o corpo da ferramenta, eliminando a necessidade de recondicionamento, e a simplicidade de implementação quando comparado com métodos mais dispendiosos ou de difícil escalonamento. Esta abordagem confere maior liberdade de projeto à ferramenta abrasiva, permitindo a otimização do sistema de refrigeração em função das condições de retificação. Ensaios experimentais e simulações numéricas mostraram que os parâmetros geométricos dos canais, como diâmetro e inclinação, assim como o número de camadas de canais, influenciam de modo decisivo a distribuição do fluido na zona metal/mó, e o desempenho térmico da retificação. Esta análise combinada permitiu compreender os mecanismos de escoamento do fluido e a sua relação direta com as forças de corte, a energia específica e a resposta térmica do processo. As mós desenvolvidas apresentaram, em testes de retificação, reduções de até 49 % na força tangencial e até 50 % na energia específica, bem como, até 59 % na variação de temperatura, face à refrigeração externa convencional, validando a eficácia do método proposto. Este trabalho contribui, assim, para consolidar o conceito de refrigeração interna em mós abrasivas, demonstrando que a integração de canais internos por meio de um processo de fabrico inovador pode representar um passo significativo em direção a um processo de retificação mais eficiente e sustentável.