Aplicação de uma estratégia de usinagem com economia de energia

O Financial Times identificou a inflação e a guerra na Ucrânia como os principais fatores que causaram o aumento dos preços da energia e das matérias-primas, inclusive do aço. Esses custos crescentes representam um obstáculo significativo para os fabricantes em termos de obtenção de um baixo custo por peça e afetam diretamente a lucratividade dos fabricantes. Como os fabricantes podem superar esses obstáculos em suas aplicações de usinagem, atendendo às demandas do mercado e mantendo-se competitivos? 

Uma solução é a aplicação de uma estratégia de usinagem com economia de energia, que surgiu como uma abordagem extremamente eficaz para operações de desbaste. Essa estratégia garante taxas eficientes de remoção de metal e excelente segurança do processo. Com uma estratégia eficaz de economia de energia, os fabricantes podem otimizar as operações de desbaste, aumentando a produtividade e reduzindo os tempos de ciclo. 

Mas como deve ser aplicada uma estratégia de economia de energia? Simplificando, o método é semelhante ao fresamento lateral de alto avanço (HFSM), mas com uma largura radial de corte maior, ainda se beneficiando de uma área de contato controlada e da carga da ferramenta. Para ser executado com sucesso, o método envolve uma alta área de contato radial constante e movimentos suaves durante a usinagem, o que contribui para aumentar a segurança do processo, a vida útil da ferramenta e a produtividade. 

Outras estratégias 

Antes de analisarmos a estratégia de economia de energia, vamos examinar brevemente duas opções convencionais de desbaste. Primeiro, há a estratégia de moldura de imagem, uma antiga estratégia de desbaste com uma trajetória da ferramenta ineficiente. Os benefícios de uma estratégia de moldura de imagem incluem a não necessidade de atualizar os programas NC e o fato de os programas serem pequenos, o que é benéfico para máquinas antigas com memória e recursos de processamento limitados. As desvantagens incluem não poder usar todo o potencial da ferramenta de corte nas "partes fáceis" do percurso da ferramenta e sobrecarregar a ferramenta de corte - nos cantos, por exemplo. O resultado é ruim em todos os aspectos do desempenho da usinagem (vida útil da ferramenta, produtividade, segurança do processo, qualidade da peça usinada e desgaste/manutenção da máquina-ferramenta).

Em seguida, temos a estratégia HFSM mencionada anteriormente, uma estratégia eficiente e de alto desempenho que usa segurança de processo e vida útil da ferramenta.

As ferramentas HSFM normalmente têm uma densidade muito alta de dentes, o que é muito benéfico para a vida útil da ferramenta e para a produtividade na usinagem com pequena área de contato radial. A pequena área de contato radial também permite uma profundidade de corte axial muito alta. No entanto, essas ferramentas não são adequadas para áreas de contato radiais maiores e, mesmo que sejam aplicadas com uma profundidade de corte axial menor, quebrarão. Se for necessária uma profundidade de corte dupla (2xDC), ou menos, a estratégia de economia de energia será mais eficiente.

No entanto, para isso, são necessárias ferramentas desenhadas para áreas de contato maiores. É por isso que os engenheiros da Sandvik Coromant buscaram desenvolver uma fresa de topo de metal duro otimizada e eficaz que se destacasse nessa área. O resultado foi a CoroMill Plura HD e agora a próxima geração é lançada com duas novas classes.

Taxas de remoção de metal mais altas

A CoroMill Plura HD é oferecida em duas classes e coberturas diferentes, e ambas foram atualizados. Uma das novas classes é a P2BM para aço; a outra nova classe é a M2CM para aço inoxidável. A maior área de contato radial permite taxas de remoção de material (MRR) mais altas do que a HFS em aplicações, e essa vantagem pode ser alcançada em até 2xDC. O resultado? Maior remoção de material em um único passe.

Para as novas classes, os especialistas em P&D da Sandvik Coromant criaram novas coberturas para fresas de topo de metal duro que podem melhorar a vida útil da ferramenta ao mesmo tempo em que as velocidades de corte são aumentadas. A nova tecnologia de cobertura é chamada de Zertivo 2.0 e oferece melhor resistência ao calor e ao desgaste abrasivo sem comprometer a tenacidade. Em resumo, as coberturas Zertivo 2.0 contribuem oferecendo uma aresta de corte muito resiliente. As duas versões da CoroMill Plura HD, nas variantes de classe P2BM e M2CM, usam a tecnologia Zertivo 2.0.

Uma estratégia de economia de energia permite uma área de contato radial de 70-90%, possibilitando cerca de 10 passes de uma vez em comparação com uma estratégia de HFSM, já que o HFSM normalmente emprega uma área de contato radial de 5-10% do diâmetro da ferramenta. No entanto, vale a pena observar que o HFSM pode ser usado com uma profundidade axial de corte muito grande, enquanto a estratégia de economia de energia tem um limite de duas vezes o diâmetro da fresa para a profundidade axial de corte.

Ao usar a estratégia de economia de energia dentro de sua área de trabalho, que se estende até duas vezes o diâmetro da fresa, os fabricantes podem atingir altas taxas de remoção de metal, mantendo a estabilidade do processo. A área de contato e a carga controladas garantem a estabilidade do processo de corte, reduzindo o risco de quebra da ferramenta ou outros problemas.

Testes de desempenho 

A CoroMill Plura HD e a Zertivo 2.0 foram avaliadas em extensos testes de desempenho em comparação com as fresas de topo de metal duro da concorrência. 

Um dos muitos casos em que a Plura HD comprovou seu desempenho foi no fresamento de canais em uma peça de aço inoxidável ISO-M 1.4404 (316L). A CoroMill Plura HD classe M2CM e a fresa de topo do concorrente funcionaram com os mesmos parâmetros de usinagem: velocidade de corte (Vc) de 90 m/min, avanço por dente (fz) de 0,05 mm/dente, largura radial de corte (ae) de 10 mm e profundidade axial de corte (ap) de 5 mm. No final, a CoroMill Plura HD apresentou um aumento de +65% na vida útil da ferramenta em relação à fresa de topo de metal duro da concorrência.

Outro exemplo é quando a fresa de topo CoroMill Plura HD P2BM foi colocada para trabalhar contra outra ferramenta concorrente em uma peça ISO-P de aço SS1672 (C45) 160 HB, desta vez para realizar a aplicação de usinagem pesada de fresamento de cantos sem refrigeração. Foram usados os seguintes parâmetros de corte: a Vc de 235 m/min, fez de 0,1 mm/dente, ae de 7,5 mm e ap de 5 mm. Nesse exemplo, a CoroMill Plura HD classe P2BM apresentou um aumento de vida útil da ferramenta de +150%.

As vantagens de desempenho da CoroMill Plura HD e Zertivo 2.0 são especialmente benéficas para empresas de todos os setores que buscam fabricar produtos com mais facilidade, eficiência e economia. O programa padrão oferece diâmetros de 2 a 25 mm, uma profundidade de corte de 2×D, 4 a 5 dentes e um ângulo de usinagem em rampa de 5° ou 7°. De modo geral, constatou-se que a ferramenta da Sandvik Coromant aumentou a vida útil da ferramenta em 30% e a produtividade em 30%, ao mesmo tempo. Esse resultado foi alcançado com as novas ferramentas de aço inoxidável na usinagem de ISO-M e com as ferramentas de aço na usinagem de ISO-P. Deve-se observar que esses resultados foram obtidos sem aplicar melhorias na estratégia, como uma estratégia de economia de energia que otimizaria ainda mais o desempenho.

Desempenho multiplicado 

Concluindo, a fresa de topo de metal duro CoroMill Plura HD da Sandvik Coromant é uma ferramenta de alto desempenho que proporciona grandes melhorias de desempenho também em operações menos favoráveis. A fresa de topo contribui para grandes melhorias na vida útil da ferramenta e na produtividade em relação às ferramentas concorrentes. Com sua cobertura Zertivo 2.0, a família de produtos aumenta a segurança do processo, a vida útil da ferramenta e a produtividade em comparação com as classes da antiga geração e as ferramentas da concorrência. 

Dito isso, o desempenho da CoroMill Plura HD pode ser aumentado ainda mais com a aplicação de uma estratégia de economia de energia. Isso pode melhorar ainda mais a segurança do processo, a vida útil da ferramenta e a produtividade. Ao adicionar uma estratégia de economia de energia, o desempenho da CoroMill Plura HD será multiplicado novamente.