Análise de sensibilidade da usinagem seca utilizando uma abordagem de Avaliação do Ciclo de Vida

Os processos de fabricação, particularmente as operações de usinagem, contribuem significativamente para a pegada ambiental do setor industrial, principalmente impulsionados pelo consumo de recursos críticos, como lubrificantes, ferramentas e energia elétrica. No entanto, o grande número de parâmetros de usinagem e as dificuldades de modelagem de produtos industriais sempre limitaram a análise do impacto ambiental do processo. Este estudo visa fornecer uma compreensão abrangente do impacto ambiental durante a usinagem seca. O objetivo geral é contribuir para o desenvolvimento de estratégias para mitigar as consequências ambientais desses processos de fabricação. Para alcançar esse objetivo, uma Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) foi realizada para quantificar e analisar o impacto ambiental, utilizando o método de cálculo da Pegada Ambiental 3.0. A ideia central é destacar a contribuição frequentemente subestimada do desgaste da ferramenta para o impacto ambiental geral do processo de usinagem, enquanto na literatura, a energia elétrica é a fonte de consumo mais estudada. A metodologia envolve um modelo analítico e um teste experimental projetado para quantificar o consumo de recursos, com a realização de uma análise de sensibilidade para determinar a influência dos parâmetros de usinagem e do cenário na distribuição do impacto ambiental. Embora o consumo de eletricidade tradicionalmente domine as discussões sobre impacto ambiental na usinagem, os resultados do estudo revelam uma contribuição significativa do desgaste da ferramenta na razão de impacto ambiental, de acordo com indicadores ambientais específicos. A preponderância dessa contribuição é favorecida quando os valores das condições de corte ou do raio da ferramenta/número de dentes são aumentados. Dependendo dos valores das condições de corte, do cenário e do indicador ambiental, a proporção de desgaste da ferramenta na razão de impacto ambiental pode variar de 5% a quase 90%. Em termos de impacto ambiental global, a velocidade de corte é o parâmetro mais influente, variando mais de 2 vezes o valor mínimo para cada indicador ambiental. Uma definição precisa do cenário e a consideração dos parâmetros de usinagem são, portanto, essenciais para avaliar corretamente o impacto ambiental da usinagem. Este estudo também destaca a importância de considerar o desgaste da ferramenta no impacto ambiental da usinagem seca, que desempenha um papel importante dependendo das condições de corte, especialmente a velocidade de corte.