Analysis of milling in composite material by non-destructive methods

In aerospace industry, composite materials offer several advantages, such as high weight-to strength ratio and corrosion resistance. Aerospace materials are costly and have high safety standards, frequently using non-destructive testing in order to evaluate the material without incurring in further damage. Acoustic emission is a non-destructive testing method, which allows the signal processing to evaluate material performance during mechanical tests for determining material defects, for example. This study focused in the machining process of composite plates, in terms of surface finishing evaluation with comprehension of process phenomenology using non-destructive testing. Manufacturing processes are complex, especially the machining of composite materials, due to their specific properties and characteristics. The detection and prediction of surface finishing and occurrence of defects during manufacturing using non-destructive techniques is industrially useful, in terms of increasing automated manufacturing systems to increase productivity and quality control. The aim of this study is to show the possibility of online monitoring of the cutting process and to understand mechanism behind variables of control, with comparisons of different milling parameters and focusing in their impacts in acoustic emission signals, infrared thermography and surface finishing. The results indicates the relationship between cutting process and acoustic emission signals, with a key differentiation of other studies because it shows the not only the capability of detecting anomalies during cutting process and to predict surface quality by acoustic emission signal analysis, but also that is possible to develop new methods of monitoring in real time machined surface of composite parts quality using acoustic emission signals.Na indústria aeroespacial, polímeros reforçados com fibra de carbono oferecem diversas vantagens, como uma melhor relação entre resistência por peso ou mesmo resistência a corrosão. A análise de sinais obtidos pela emissão acústica tem sido bem sucedida para avaliar ensaios mecânicos e também para determinar defeitos no material. Esse trabalho é focado no processo de usinagem por fresamento de materiais compósitos de resina epóxi e fibra de carbono, em termos de avaliação da qualidade superficial e com compreensão da fenomenologia do processo por ensaios não destrutivos, principalmente emissão acústica e análise de temperatura por infravermelho. Durante o processo de usinagem, o monitoramento do processo com vistas à detecção e predição da qualidade superficial e ocorrência de defeitos é industrialmente útil, podendo aumentar a automatização dos sistema de fabricação, incrementar a produtividade e prover maior controle de qualidade. O objetivo deste estudo foi de mostrar que é possível implementar um sistema de monitoramento em tempo real do processo de corte, com o entendimento dos mecanismos e variáveis de influência. As comparações dos diferentes parâmetros empregados durante o fresamento e seus efeitos nos sinais obtidos pela técnica de emissão acústica e variações de temperatura, permitiram relacionar esses métodos com a qualidade superficial. Os resultados indicam que os ensaios não destrutivos podem servir de indicativo para o estado de qualidade superficial das placas de fibra de carbono-epóxi, também são sensíveis às alterações dos parâmetros de usinagem. Além disso, a análise por emissão acústica obteve melhor desempenho do que a análise por termografia infravermelho no monitoramento do fresamento desses materiais