BRPI0507300B1

BRPI0507300B1 - processo de fabricação de uma lâmina para ferramenta cortante

Info

Publication number: BRPI0507300B1
Authority: BR
Inventors: Tarrerias Eric
Original assignee: Soc D Exploitation Tarrerias Bonjean
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2019-11-26
Also published as: MXPA06008969A; US8096221B2; EP1725363B1; US20070163128A1; BRPI0507300A; PT1725363E; WO2005089995A1; ATE493220T1; WO2005089995A8; PL1725363T3; DE602005025611D1; BRPI0507300A8; KR101251386B1; JP2007524520A; CA2556034C; KR20070011290A; EP1725363A1; DK1725363T3; CA2556034A1

Abstract

processo de fabricação de uma lâmina para ferramenta cortante, lâmina de ferramenta cortante e, ferramenta cortante processo de fabricação de uma lâmina (1) para ferrameta cortante, notadamente para uma faca, uma par de tesouras, uma serra, um aparelho doméstico ou eletrodoméstico, ou ainda uma máquina industrial, essa lâmina (1) sendo realizada em um aço ou uma liga de aço inoxidáveis e compreendendo pelo menos uma aresta cortante que se estende em pelo menos uma parte de sua periferia, caracterizado pelo fato de que ele compreende as seguintes etapas:a) realizar um corpo (2) de lâmina que possui pelo menos uma borda livre prevista na proximidade do local da ou de cada aresta cortante (3), b) projetar sobre pelo menos uma borda livre um material de complemento sob a forma pulverulenta de uma dureza superior à dureza do corpo da lâmina, c) submeter o pó de material de complemento a um feixe de laser de maneira a formar um cordão ou uma tira em pelo menos uma parte da dita borda livre, d) formar a aresta cortante no cordão ou na tira de material de complemento. as ferramentas cortantes equipadas com uma lâmina assim relalizada têm uma grande resistência ao desgaste da aresta cortante da lâmina.

Description

“PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMA LÂMINA PARA FERRAMENTA CORTANTE” [0001] A invenção se refere a um processo de fabricação de uma lâmina para ferramenta cortante, notadamente para uma faca, um par de tesouras, uma serra, um aparelho doméstico ou eletrodoméstico ou ainda uma máquina industrial, essa lâmina compreendendo pelo menos uma aresta cortante que se estende em pelo menos uma parte de sua periferia.

[0002] No sentido da invenção, uma ferramenta cortante de um aparelho doméstico ou eletrodoméstico compreende lâminas de cortador, de fatiador, isso que a ferramenta cortante possua uma lâmina provida de uma aresta retilínea ou não retilínea, que ela seja acionada manualmente ou por uma força motriz externa. Essa ferramenta pode ser, por exemplo, uma máquina industrial de lâmina circular, ou ainda de lâmina anular, utilizada nas indústrias agro-alimentares, notadamente nos abatedouros.

[0003] Essas lâminas são utilizadas para fatiar ou cortar diferentes materiais e são realizadas em metal ou em uma liga metálica. Notadamente, essas lâminas são realizadas em aços inoxidáveis cujas durezas são adaptadas à utilização da ferramenta. Em todos os casos, esses aços são vantajosamente de acordo com as normas e/ou regulamentos em vigor sobre a alimentaridade quer dizer que se referem às propriedades físicas e/ou químicas dos materiais em contato com os alimentos. É possível também encontrar lâminas realizadas a partir de uma ou de várias cerâmicas ou outros materiais suscetíveis de assegurar o corte ou a fatiação quando eles são utilizados em condições especiais.

[0004] Essas lâminas têm em comum o fato de serem equipadas com pelo menos uma aresta cortante, essa aresta formando a zona da lâmina em contato, por pelo menos um ponto, com o material a cortar. Tais lâminas são suscetíveis de apresentar um desgaste prematuro da aresta cortante, notadamente em caso de utilização repetida e/ou de má utilização. É nesse caso necessário reformar essa aresta cortante por amoladura, afiação ou desbaste com mó. Em todos os casos, essa operação não pode ser repetida indefinidamente. De fato, ela necessita a

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2/9 formação da aresta cortante em uma zona da lâmina, próxima do dorso dessa última, de espessura crescente à medida da repetição dessa operação.

[0005] São conhecidos processos nos quais a aresta cortante tem uma dureza superior à dureza do resto da lâmina a fim de limitar o desgaste da mesma. Em especial, WO-A-03/000457 descreve um processo no qual, sobre a lâmina de uma serra, uma matéria é colocada sob a forma pulverulenta, misturada e solidificada com o auxílio de um laser, previamente à conformação da aresta cortante. A conformação da aresta cortante é efetuada entre rolos de tipo laminador que conformam, a quente, a aresta cortante. O laser permite levar a matéria em temperatura. Um tal dispositivo é especialmente adaptado às lâminas em forma de tira mas não pode ser utilizado em qualquer tipo de lâmina. Além disso, a ligação entre o corpo de lâmina e o material conformado não é ótima.

[0006] Também são conhecidos processos ditos de recarregamento nos quais sobre uma aresta de uma lâmina cortante é colocado um revestimento feito de material duro. Tais processos, que utilizam por exemplo a micro soldadura, são descritos em PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 2000 n° 17, JP-A-01029288.

[0007] PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 0120 n° 27, JP-A-62 18 1836 descreve o recarregamento com o auxílio de um filme sobre a aresta cortante de uma lâmina por revestimento iônico. Isso pode ser feito também por vaporização sob o efeito de uma chama tal como descrito em EP-A-0707921. Também é possível considerar a colocação de um material de complemento sobre uma lâmina depois de ter aquecido esse material a uma temperatura inferior a sua temperatura de fusão e pressionar o mesmo sobre o corpo de lâmina de maneira a que ele adira a esse último, antes da conformação do cortante, isso foi notadamente descrito em DE-A3208153.

[0008] Em nenhum desses documentos, é encontrado um processo que permite ligar de maneira eficaz e durável um material de complemento ao resto da lâmina de maneira a quem por ocasião da formação da aresta cortante, a solidez e as propriedades mecânicas do conjunto sejam preservadas.

[0009] São esses inconvenientes que a invenção entende mais especialmente

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3/9 corrigir propondo para isso um processo de fabricação de uma lâmina que permite preservar a aresta cortante da lâmina e, assim, aumentar a duração de vida dessa última.

[0010] Com essa finalidade, a invenção tem como objeto um processo de fabricação de uma lâmina para ferramenta cortante, notadamente para uma faca, um par de tesouras, uma serra, um aparelho doméstico ou eletrodoméstico, ou ainda uma máquina industrial, essa lâmina sendo realizada em um aço ou uma liga de aços inoxidáveis e compreendendo pelo menos uma aresta cortante que se estende em pelo menos uma parte de sua periferia, compreendendo as seguintes etapas:

a) realizar um corpo de lâmina que possui pelo menos uma borda livre prevista na proximidade do local da ou de cada aresta cortante,

b) projetar sobre pelo menos uma borda livre um material de complemento, sob a forma de um pó, de uma dureza superior à dureza do corpo da lâmina,

c) submeter o pó de material de complemento a um feixe de laser de maneira a formar um cordão ou uma tira em pelo menos uma parte da borda livre e

d) formar a aresta cortante no cordão ou na tira de material de complemento.

[0011] Assim, graças ao processo da invenção, realiza-se uma lâmina da qual a aresta cortante é formada em um material de complemento de uma dureza superior à lâmina. Isso permite obter uma lâmina da qual a qualidade e a duração de vida do cortante são superiores àquelas correntemente encontradas. Esse processo de fabricação de uma lâmina confere a essa última uma grande modularidade e a utilização de um feixe de laser assegura uma fusão estreita entre o corpo da lâmina e o material de complemento.

[0012] De acordo com aspectos vantajosos mas não obrigatórios da invenção, o processo pode incorporar uma ou várias das etapas seguintes:

- A borda livre é formada por uma superfície plana que se estende perpendicularmente a um plano principal do corpo da lâmina.

- A borda livre é formada por uma parte do corpo da lâmina que se

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4/9 estende de acordo com um plano principal orientado de acordo com um ângulo não nulo em relação a um plano principal do corpo da lâmina.

- O corpo da lâmina apresenta dimensões ligeiramente inferiores às dimensões da lâmina definitiva.

- Realiza-se a aresta cortante por desbaste com mó, usinagem ou abrasão pelo menos do cordão ou da tira de material de complemento.

- Usina-se ou desbasta-se com mó o corpo da lâmina ao mesmo tempo em que se realiza a aresta cortante por usinagem ou desbaste com mó.

- Usina-se ou desbasta-se com mó o corpo da lâmina antes da etapa de formação do cordão de material de complemento.

- Antes da etapa d) de formação da aresta cortante, efetua-se uma operação de têmpera e revenido sobre o corpo da lâmina equipado com o cordão ou com a tira de material de complemento.

- A retirada de matéria é efetuada a partir de uma borda do corpo da lâmina oposta em relação ao plano principal à borda do corpo da lâmina sobre o qual é colocado o material de complemento.

[0013] A invenção também tem como objeto uma lâmina de ferramenta cortante, notadamente uma faca, um par de tesouras, uma serra, um aparelho doméstico ou eletrodoméstico ou uma máquina industrial, que compreende pelo menos uma aresta cortante em pelo menos uma parte de sua periferia, caracterizada pelo fato de que ela compreende um corpo de lâmina, a aresta cortante sendo sustentada sobre uma borda desse corpo de lâmina.

- a aresta cortante e o corpo de lâmina são realizados em pelo menos dois materiais diferentes.

- ferramenta cortante, notadamente uma faca, um par de tesouras, uma serra, um aparelho doméstico ou eletrodoméstico ou ainda uma máquina industrial que compreende pelo menos uma lâmina tal como definida acima.

[0014] A invenção será melhor compreendida e outras vantagens dessa última aparecerão mais claramente à luz da descrição que vais e seguir de dois modos de execução de um processo de fabricação de acordo com a invenção, dada

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5/9 unicamente a título de exemplo e feita fazendo-se referência aos desenhos anexos. [0015] A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma lâmina para ferramenta cortante realizada de acordo com a invenção.

[0016] A figura 2 é uma vista de lado do corpo da lâmina representado na figura 1, por ocasião da etapa a) de um primeiro modo de execução do processo, sem o material de complemento.

[0017] A figura 3 é uma vista de frente que ilustra as etapas b) e c) desse processo de fabricação, uma ampliação ilustrando o tipo de pó que compreende dois elementos.

[0018] As figuras 4 e 5 são vistas de lado análogas à figura 2 que ilustram a etapa d) desse processo.

[0019] As figuras 6 a 11 ilustram um segundo modo de execução do processo.

[0020] A lâmina 1 representada na figura 1 é uma representação simplificada de uma lâmina. Essa última é, por outro lado, equipada com um suporte ou com um meio de fixação, não representado, da lâmina, e/ou com um meio de preensão também não representado da lâmina, por exemplo um cabo. Essa lâmina 1 apresenta um corpo de lâmina 2 cujas dimensões são ligeiramente inferiores à dimensão global da lâmina 1 acabada. Esse corpo de lâmina 2 sustenta uma aresta cortante 3 da qual pelo menos o fio, quer dizer a zona em contato como produto a cortar, é formado por material de complemento. O corpo da lâmina 2 é realizado em pelo menos um aço inoxidável, vantajosamente de qualidade alimentar. Trata-se por exemplo de aços de tipo, de acordo com a norma AISI: 304L, 316L, 410, 420A, 420B, 420C, 425, 431, 440A, 440B, 440C, ou de aços tais como aqueles comercializados pela sociedade SANDVIK sob as referências 12C27 e 19C27. A realização do corpo 2 da lâmina é efetuada por técnicas conhecidas em si, como por exemplo a usinagem, a moldagem, a forjadura, a sintehzação, o desbaste com mó, o corte ou o corte por laser.

[0021] Em um primeiro modo de realização do processo o corpo 2 da lâmina tem seus lados laterais 20, 21 ligeiramente convergentes um na direção do outro de maneira a formar uma borda livre no corpo da lâmina. Essa borda livre é nesse caso

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6/9 uma superfície plana 4, visivelmente na figura 2, perpendicular a um plano principal P do corpo de lâmina 2. Como ilustrado na figura 3, coloca-se, em uma segunda etapa do processo, sobre essa borda livre 4 um pó 5, ou uma mistura de pós, de preferência sob pressão, de um material de complemento M. Esse pó ou essa mistura de pós, compreende pelo menos dois elementos 50, 51 que formam o material de complemento M. Um desses elementos é uma partícula 50 de uma dureza elevada. Vantajosamente, é um carboneto de titânio. O outro elemento é uma partícula de aço inoxidável 51, de qualidade alimentar, vantajosamente de mesmo tipo que aquele que compõe o corpo de lâmina 2.

[0022] Considerando-se as diferentes propriedades físicas e mecânicas dos elementos 50 e 51 que compõem o material de complemento M sob a forma pulverulenta, por ocasião de sua projeção sobre a borda livre 4 do corpo de lâmina são observadas variações no escoamento do pó 5. Para manter um cordão 6 de pó colocado homogêneo, liga-se, por exemplo por inclusão, duas partículas 50, 51 de tipo diferente. Vantajosamente, inclui-se partículas 50 de carboneto de titânio em partículas 51 de aço inoxidável. Essa inclusão pode ser total, o carboneto de titânio formando então o núcleo de uma partícula formada por dois materiais, ou parcial, por encastramento da partícula de carboneto de titânio em uma cavidade feita em uma partícula de aço inoxidável.

[0023] Em uma outra configuração, as partículas 50 de carboneto de titânio são aglomeradas entre si por um ligante a fim de obter aglomerados de partículas de carboneto de titânio de tamanho que favorece seu escoamento.

[0024] Em uma variante, a homogeneidade do pó 5 é obtida por um ligante que permite assegurar a ligação entre as partículas de aço inoxidável ou de carboneto de titânio.

[0025] Assim, é realizado um pó 5 que, apesar das diferenças de densidade e/ou de forma das partículas 50, 51 que o compõem, apresenta uma composição homogênea em todos os pontos do cordão 6 de pó 5 colocado sobre a borda livre 4 do corpo de lâmina 2, as partículas 50, 51 sendo globalmente regularmente distribuídas.

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7/9 [0026] Ao mesmo tempo em que esse pó ou essa mistura de pós sob pressão é projetada, ela é, de maneira concomitante a sua colocação, submetida a um feixe de laser 8 de maneira a ser levada a uma temperatura de fusão tal para que o pó 5 em cordão 6 fusione estreitamente com o corpo de lâmina 2. Essa técnica é conhecida no domínio dos revestimentos de superfície como um método de recarregamento. A título de exemplo que ilustra essa técnica como tal, será feito por exemplo referência ao site Internet www.irepa-laser.com ou ainda à publicação “Tratamento de superfície de um gás leve por plasma produzido por laser tendo em vista melhorar a resistência mecânica” pelo Senhor SICARD, GREMI ORLEANS.

[0027] Uma vez que o cordão 6 foi colocado e fusionado sobre a borda 4, tratase de realizar uma operação de acabamento a fim de formar a aresta cortante 3 propriamente dita. Essa operação consiste em uma usinagem ou um desbaste com mó para conformar o cordão 6 de maneira a que esse último apresente um fio cortante 7 tal como ilustrado na figura 5.

[0028] Em variante, é possível realizar a operação de acabamento da aresta cortante 3 ao mesmo tempo em que a operação de acabamento do corpo de lâmina

2. Nesse caso o cordão 6 é colocado sobre o corpo de lâmina 2 antes de proceder ao acabamento tal como evocado acima. O desbaste com mó ou a usinagem são então efetuados, não somente sobre o cordão 6 mas também sobre o corpo de lâmina 2. A usinagem ou o desbaste com mó são efetuados por meios conhecidos, por exemplo com o auxílio de mós feitos de diamante.

[0029] Em um outro modo de execução do processo tal como ilustrado nas figuras 6 a 11, o pó 105 é projetado não sobre uma superfície plana 4 do corpo de lâmina mas sim sobre uma face F dessa última, ligeiramente inclinada na direção da aresta cortante 103. Essa face F do corpo de lâmina 102 é realizada previamente à colocação de material de complemento M.

[0030] Essa face F é orientada angularmente, de acordo com um ângulo a não nulo em relação a um plano principal P’ do corpo 102 da lâmina.

[0031] Essa inclinação permite colocar, como ilustrado na figura 7, um cordão ou uma tira 109 de material de complemento M’ em pó 105.

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8/9 [0032] O depósito e a sinterização do pó 105 de material de complemento são efetuados de maneira a que uma das zonas de extremidades Z da tira 109 seja adjacente à extremidade da face f do corpo de lâmina 102.

[0033] Vantajosamente, depois dessa etapa de colocação e de sinterização do pó 5 ou 105 de material de complemento sobre o corpo 2 ou 102 de lâmina, efetuase uma operação de têmpera e revenido, de modo conhecido em si. Essa têmpera e revenido permite “liberar” as tensões sofridas pelo corpo 2; 102 de lâmina e/ou pelo material de complemento.

[0034] Na face Fo oposta à face F, é efetuada, como ilustrado nas figuras 8 e 9, uma retirada de matéria do corpo de lâmina 102. Essa retirada é feita por técnicas conhecidas em si, por exemplo a usinagem, o desbaste com mó ou a abrasão.

[0035] Retira-se a matéria constitutiva do corpo da lâmina na proximidade da aresta cortante 103 de acordo com uma direção e em uma superfície que permite alinhar, como representado na figura 11, essa face Fo no prolongamento de uma das faces Fa da aresta cortante 103, uma vez acabada. Assim, as faces Fo e Fa são globalmente coplanares.

[0036] A aresta cortante 103 acabada tem duas faces Fa, Fb orientadas angularmente de acordo com um ângulo β não nulo, compreendido vantajosamente entre 5 e 60 graus de maneira que essas duas faces Fa, Fb definam uma aresta cortante 103 em forma de ponta.

[0037] A formação dessa ponta é efetuada por técnicas conhecidas em si de retirada de material M’ a partir da face Fa. Essa retirada, notadamente por usinagem, desbaste com mó ou abrasão, é localizada em uma zona de extremidade Z ou uma borda livre da tira 109. Essa zona de extremidade Z é constituída pela região da tira 109 que não repousa sobre a face F do corpo 102, uma vez que a retirada da matéria do corpo 102 da lâmina foi efetuada.

[0038] Assim, como representado na figura 11, a aresta cortante 103 é formada por uma tira 109 e material de complemento M’, essa tira repousando, parcialmente, sobre uma borda do corpo de lâmina 102.

[0039] Em uma outra configuração, é possível prever uma retirada ou um recorte

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9/9 na face F do corpo 102, de maneira a formar uma zona de recepção do material de complemento Μ’. A profundidade dessa retirada ou recorte é adaptada para que, uma vez colocada, a face superior livre da tira 109 de material de complemento M’ seja globalmente coplanar à face F do corpo 102.

[0040] É possível considerar, em um outro modo de realização, a colocação o material de complemento M’ sobre somente uma parte da aresta cortante, por exemplo sobre a parte mais frequentemente solicitada, a fim de aumentar a duração de vida somente dessa parte.

[0041] Em uma outra configuração, as faces Fa, Fb da aresta 103 são perpendiculares.

[0042] Em um outro modo de realização, é possível utilizar um material de complemento de uma cor diferente da cor do corpo da lâmina. Do mesmo modo as dimensões e as formas da tira de material de complemento podem ser diferentes daquelas descritas.

[0043] Nos dois modos de execução do processo evocado acima, é possível efetuar uma marcação da parte da aresta cortante formada pelo material de complemento.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo de fabricação de uma lâmina para ferramenta cortante, notadamente para uma faca, um par de tesouras, uma serra, um aparelho doméstico ou eletrodoméstico, ou ainda uma máquina industrial, essa lâmina (1) sendo realizada em um aço ou uma liga de aços inoxidáveis e compreendendo pelo menos uma aresta cortante (3; 103) que se estende em pelo menos uma parte de sua periferia, compreendendo as seguintes etapas:

a) realizar um corpo (2; 102) de lâmina que possui pelo menos uma borda (F; 4) livre prevista na proximidade do local da ou de cada aresta cortante (3; 103),

b) projetar sobre pelo menos uma borda livre (F; 4) um material de complemento (Μ; M’), sob a forma de um pó (5; 105), de uma dureza superior à dureza do corpo da lâmina, o processo caracterizado adicionalmente por compreender as etapas de:

c) submeter o pó (5; 105) de material de complemento a um feixe de laser (8) de maneira a formar um cordão (6) ou uma tira (109) em pelo menos uma parte da dita borda livre (4; F) e

d) formar a aresta cortante (3; 103) no cordão (6) ou na tira (109) de material de complemento (Μ; M’).
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita borda livre é formada por uma superfície plana (4) que se estende perpendicularmente a um plano principal (P) do corpo (2) da lâmina.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita borda livre é formada por uma parte (F) do corpo (102) da lâmina que se estende de acordo com um plano principal orientado de acordo com um ângulo (a) não nulo em relação a um plano principal (P’) do corpo (102) da lâmina.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o corpo (2; 102) da lâmina apresenta dimensões ligeiramente inferiores às dimensões da lâmina definitiva (1).
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que realiza-se a aresta cortante (3; 103) por desbaste com

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2/2 mó, usinagem ou abrasão pelo menos do cordão (6) ou da tira (109) de material de complemento (Μ; M’).
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que usina-se ou desbasta-se com mó o corpo (2; 102) da lâmina ao mesmo tempo em que se realiza a aresta cortante (3; 103) por usinagem ou desbaste com mó.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que usina-se ou desbasta-se com mó o corpo (2) da lâmina antes da etapa de formação do cordão (6) de material de complemento.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que antes da etapa d) de formação da aresta cortante, efetua-se uma operação de têmpera e revenido sobre o corpo da lâmina (2; 102) equipado com o cordão (6) ou com a tira (109) de material de complemento (Μ; M’).
9. Processo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a dita retirada de matéria é efetuada a partir de uma borda (Fo) do corpo (102) da lâmina oposta em relação ao plano principal (P’) à borda (F) do corpo (102) da lâmina sobre o qual é colocado o material de complemento (M’).