O torneamento com ferramenta de diamante é um processo de fabricação usado para a produção de componentes ópticos com alta precisão de forma e qualidade óptica final. O crescente uso de materiais poliméricos na industria, particularmente em equipamentos de precisão eletrônica e óptica tem exigido o estudo e entendimento de suas características e propriedades específicas. Esse trabalho avalia a integridade superficial do polimetilmetacrilato torneado com ferramenta de diamante, com relação à transmitância. Os parâmetros de usinagem objetivaram a obtenção de superfície gerada no modo dúctil. As rotações usadas foram 550 e 1000 rpm, a faixa do avanço variou de 5 a 20 µm/rev e a profundidade de usinagem de 4 e 10 µm. Duas ferramentas com geometrias diferentes foram usadas nos testes, com ângulos de saída de -5° e +5°, com raios de ponta de 1,143mm e 1,524 mm. A superfície final e morfologia dos cavacos foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura e a transmitância medida por espectofotometria. A integridade superficial foi claramente influenciada pelo ângulo de saída da ferramenta como observado na literatura. Devido a formação de cavacos no regime dúctil, a superfície final apresentou microtrincas em função do fluxo viscoelástico. A menor rugosidade obtida foi de 33,2 nm para a condição de corte de 10 µm/rev e 10 µm de profundidade de usinagem. Quando os resultados foram comparados as lentes injetadas, observou-se que o valor da transmitância são muito similares. / Single point diamond turning is a manufacturing process used to fabricate optical and precision components with high form accuracy and optical quality surface finish. The increase in the use of polymer materials in industry, particularly in electronic and optic precision devices, has demanded the study and understanding of its specific characteristics and properties. This work is addressed to the evaluation of the surface integrity of diamond turned polymethylmethacrilate regarding the trade off surface integrity versus transmitance. The cutting conditions were selected in order to work within the ductile mode material removal range. The spindle speed were 550 and 1000 rpm, feed rate ranging from 5 up to 20 micrometer/rev and the depth of cut ranging from 4 up to 10 micrometer. Two different tool geometries were used in the tests, a -5 \'DEGREES\' and +5 \'DEGREES\' rake angles with round nose radius tools of 1,143 mm and 1,524 mm. Surface finish and morphology of the chips was evaluated by scanning electron microscopy and transmitance measured by spectophometry technique. The surface integrity was clearly influenced by the cutting tool rake angle as observed in literature. Despite the formation of ductile chips the surface finished presented microcracks likely due the instability of the viscoelastic flow. The lower surface roughness obtained was 33,2 nm Ra for the cutting condition of 10 micrometer/rev and 10 micrometer depth of cut. When the results were compared with injected lenses, it was observed that the value of transmittance was very similar.

O torneamento com ferramenta de diamante é um processo de fabricação usado para a produção de componentes ópticos com alta precisão de forma e qualidade óptica final. O crescente uso de materiais poliméricos na industria, particularmente em equipamentos de precisão eletrônica e óptica tem exigido o estudo e entendimento de suas características e propriedades específicas. Esse trabalho avalia a integridade superficial do polimetilmetacrilato torneado com ferramenta de diamante, com relação à transmitância. Os parâmetros de usinagem objetivaram a obtenção de superfície gerada no modo dúctil. As rotações usadas foram 550 e 1000 rpm, a faixa do avanço variou de 5 a 20 µm/rev e a profundidade de usinagem de 4 e 10 µm. Duas ferramentas com geometrias diferentes foram usadas nos testes, com ângulos de saída de -5° e +5°, com raios de ponta de 1,143mm e 1,524 mm. A superfície final e morfologia dos cavacos foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura e a transmitância medida por espectofotometria. A integridade superficial foi claramente influenciada pelo ângulo de saída da ferramenta como observado na literatura. Devido a formação de cavacos no regime dúctil, a superfície final apresentou microtrincas em função do fluxo viscoelástico. A menor rugosidade obtida foi de 33,2 nm para a condição de corte de 10 µm/rev e 10 µm de profundidade de usinagem. Quando os resultados foram comparados as lentes injetadas, observou-se que o valor da transmitância são muito similares. / Single point diamond turning is a manufacturing process used to fabricate optical and precision components with high form accuracy and optical quality surface finish. The increase in the use of polymer materials in industry, particularly in electronic and optic precision devices, has demanded the study and understanding of its specific characteristics and properties. This work is addressed to the evaluation of the surface integrity of diamond turned polymethylmethacrilate regarding the trade off surface integrity versus transmitance. The cutting conditions were selected in order to work within the ductile mode material removal range. The spindle speed were 550 and 1000 rpm, feed rate ranging from 5 up to 20 micrometer/rev and the depth of cut ranging from 4 up to 10 micrometer. Two different tool geometries were used in the tests, a -5 \'DEGREES\' and +5 \'DEGREES\' rake angles with round nose radius tools of 1,143 mm and 1,524 mm. Surface finish and morphology of the chips was evaluated by scanning electron microscopy and transmitance measured by spectophometry technique. The surface integrity was clearly influenced by the cutting tool rake angle as observed in literature. Despite the formation of ductile chips the surface finished presented microcracks likely due the instability of the viscoelastic flow. The lower surface roughness obtained was 33,2 nm Ra for the cutting condition of 10 micrometer/rev and 10 micrometer depth of cut. When the results were compared with injected lenses, it was observed that the value of transmittance was very similar.

Este trabalho apresenta o estudo da usinabilidade do carbeto de tungstênio utilizando ferramenta de ponta única de diamante em máquina-ferramenta de ultraprecisão, em função de suas características de dureza e potencial uso para a fabricação de micromoldes. O carbeto de tungstênio foi submetido a testes de usinagem para a determinação dos parâmetros e condições de corte para a obtenção do regime dúctil. Com base nos resultados experimentais, concluiu-se que, para os avanços da ordem de 1 micrômetro/revolução, a profundidade de corte (AP) não influencia significativamente no resultado de rugosidade, e para avanços da ordem de 3 micrômetros, observou-se a formação de trincas na superfície usinada. Além disso, para profundidades de corte maiores que 2 micrômetros as ferramentas começaram a apresentar lascamento. Para avanços da ordem de 3 micrômetro/revolução a profundidade de corte influencia com grande significância no resultado de rugosidade. O torneamento do carbeto de tungstênio usando ferramenta de diamante mostrou-se uma opção viável à produção de superfícies em termos de qualidade óptica, porém, devido à alta dureza deste material (aproximadamente 4000HV) o torneamento mostrou ser um processo com condições limitadas para a produção em série de componentes em função da baixa taxa de remoção de material permitida. É possível que a retificação possa apresentar taxas de remoção maiores, mesmo assim garantindo a qualidade superficial atingida pelo torneamento, ou ainda, a retificação possa ser usada como um processo no desbaste do carbeto de tungstênio seguido do torneamento de ultraprecisão como a opção viável a produção em série de peças. Portanto, para obtenção de uma superfície de carbeto de tungstênio sem danos e com acabamentos da ordem de 10 nm, a profundidade e avanço não devem ser superiores a 2,00 \'mü\'micrômetros e 1,00 \'mü\'micrômetro/revolução, respectivamente, usando uma ferramenta de diamante nova com ângulo de saída 0 ou - 25 graus e uma máquina-ferramenta de alta precisão. / The single point diamond turning of the Tungsten Carbide is presented. The motivation for this study is the material´s high hardness and potential application for micromolds. A Tungsten Carbide sample was subjected to tests for determination of cutting parameters to achieve the ductile regime of material removal. Based on experimental results it was concluded that for the feedrate of the order of 1 \'mü\'m/revolution, the depth of cut did not affect significantly the surface roughness and for federates of the order of 3 \'mü\'m/revolution, the dept of cut influenced results of roughness greatly. Moreover chipping of the cutting edge occurs for depths of cut of 2 \'mü\'m. The diamond machining of tungsten carbide tool using diamond proved to be a viable option for the production of surfaces in terms of optical quality, but due to the high hardness of this material (approximately 4000HV) showed to be limited for the production of components due to the low material removal rate. It is possible that the precision griding may provide higher material removal rates along with the acceptable surface quality. Therefore, to obtain a damage free surface in tungsten carbide with surface finishe in the order of 10 nm, cutting depth and feedrate should be smaller than 2,00 \'mü\'m and 1,00 \'mü\'m/revolution, respectively, using a new diamond tool with rake angle of 0 or - 25 degrees and precision high stiffness machine tool.

Este trabalho apresenta o estudo da usinabilidade do carbeto de tungstênio utilizando ferramenta de ponta única de diamante em máquina-ferramenta de ultraprecisão, em função de suas características de dureza e potencial uso para a fabricação de micromoldes. O carbeto de tungstênio foi submetido a testes de usinagem para a determinação dos parâmetros e condições de corte para a obtenção do regime dúctil. Com base nos resultados experimentais, concluiu-se que, para os avanços da ordem de 1 micrômetro/revolução, a profundidade de corte (AP) não influencia significativamente no resultado de rugosidade, e para avanços da ordem de 3 micrômetros, observou-se a formação de trincas na superfície usinada. Além disso, para profundidades de corte maiores que 2 micrômetros as ferramentas começaram a apresentar lascamento. Para avanços da ordem de 3 micrômetro/revolução a profundidade de corte influencia com grande significância no resultado de rugosidade. O torneamento do carbeto de tungstênio usando ferramenta de diamante mostrou-se uma opção viável à produção de superfícies em termos de qualidade óptica, porém, devido à alta dureza deste material (aproximadamente 4000HV) o torneamento mostrou ser um processo com condições limitadas para a produção em série de componentes em função da baixa taxa de remoção de material permitida. É possível que a retificação possa apresentar taxas de remoção maiores, mesmo assim garantindo a qualidade superficial atingida pelo torneamento, ou ainda, a retificação possa ser usada como um processo no desbaste do carbeto de tungstênio seguido do torneamento de ultraprecisão como a opção viável a produção em série de peças. Portanto, para obtenção de uma superfície de carbeto de tungstênio sem danos e com acabamentos da ordem de 10 nm, a profundidade e avanço não devem ser superiores a 2,00 \'mü\'micrômetros e 1,00 \'mü\'micrômetro/revolução, respectivamente, usando uma ferramenta de diamante nova com ângulo de saída 0 ou - 25 graus e uma máquina-ferramenta de alta precisão. / The single point diamond turning of the Tungsten Carbide is presented. The motivation for this study is the material´s high hardness and potential application for micromolds. A Tungsten Carbide sample was subjected to tests for determination of cutting parameters to achieve the ductile regime of material removal. Based on experimental results it was concluded that for the feedrate of the order of 1 \'mü\'m/revolution, the depth of cut did not affect significantly the surface roughness and for federates of the order of 3 \'mü\'m/revolution, the dept of cut influenced results of roughness greatly. Moreover chipping of the cutting edge occurs for depths of cut of 2 \'mü\'m. The diamond machining of tungsten carbide tool using diamond proved to be a viable option for the production of surfaces in terms of optical quality, but due to the high hardness of this material (approximately 4000HV) showed to be limited for the production of components due to the low material removal rate. It is possible that the precision griding may provide higher material removal rates along with the acceptable surface quality. Therefore, to obtain a damage free surface in tungsten carbide with surface finishe in the order of 10 nm, cutting depth and feedrate should be smaller than 2,00 \'mü\'m and 1,00 \'mü\'m/revolution, respectively, using a new diamond tool with rake angle of 0 or - 25 degrees and precision high stiffness machine tool.