Análise de Vida de Ferramentas no Fresamento do Aço VP100 e Otimização Multiobjetivo Baseada em Metamodelos Clássicos e de Inteligência Artificial
Fresamento. Aço VP100. Revestimentos PVD. Inteligência Artificial. Otimização Multiobjetivo.
Os moldes de injeção de polímeros, majoritariamente fabricados em aços-ferramenta, exercem papel central na cadeia de manufatura de produtos plásticos, influenciando diretamente o custo, a produtividade e a qualidade dimensional das peças. Entre as ligas desenvolvidas para esse fim, o aço VP100 é uma alternativa aos aços tradicionais, porém carece de estudos sistemáticos de usinabilidade que comparem o efeito de diferentes revestimentos PVD sobre vida da ferramenta, rugosidade e forças durante a usinagem, bem como de abordagens que integrem essas respostas em uma formulação de otimização multiobjetivo. Visando a preencher essas lacunas, este trabalho caracteriza, via análise de vida, o desempenho de ferramentas de corte no fresamento frontal a seco do aço VP100 e propõe uma formulação de otimização multiobjetivo associada. A metodologia experimental incluiu ensaios de vida, rugosidade, forças e aderência dos revestimentos, conduzidos sob planejamento fatorial completo 2³. Como produto direto da campanha experimental, foi estruturado um dataset público organizado por condição, revestimento e réplica, depositado no repositório digital Zenodo. Os resultados experimentais indicaram ganho consistente de volume de material removido (VMR) com o uso de revestimentos em relação à condição não revestida, com destaque para os revestimentos à base de alumínio, e evidenciaram que os parâmetros de corte (Vc, fz e ap) exercem efeitos significativos sobre VMR, rugosidade e forças. Ensaios de aderência por indentação e risco mostraram desempenho similar entre os revestimentos avaliados. A partir desses dados, a tese propõe integrar, de forma reprodutível, um protocolo de modelagem e otimização no qual metamodelos clássicos e metamodelos baseados em Inteligência Artificial são avaliados no mesmo problema de decisão, e uma etapa de otimização multiobjetivo é aplicada no domínio físico testado, com frentes de Pareto por revestimento comparadas por indicadores como HV e IGD+. Esse encadeamento sustenta um protocolo de tomada de decisão para selecionar condições de corte que conciliem durabilidade da ferramenta, qualidade superficial e produtividade no fresamento frontal a seco do aço VP100, com potencial de aplicação em contextos industriais semelhantes.