Quando o silêncio diz tudo: Conheça a história do Silent Tools

O que uma máquina-ferramenta poderia ter em comum com o edifício mais alto de Taiwan? Localizado em Taipei, o edifício de 200 metros de altura poderia ter sido vítima de vibrações se não fosse por seu sistema inteligente de amortecimento de massa. Em aplicações de torneamento, fresamento, mandrilamento e furação, os fabricantes podem enfrentar o mesmo dilema. Isto é, se não fosse pelo Silent Tools da Sandvik Coromant. Aqui, Anders Digernes, gerente de P&D da Sandvik Coromant, especialista em ferramentas de usinagem e soluções de manufatura, conta a história da inovação em amortecimento de vibrações.

Como uma das estruturas mais altas do mundo, localizada a apenas 200 metros de uma importante falha geológica, terremotos e ventos fortes são uma séria ameaça ao edifício Taipei 101. Felizmente, ele também abriga o maior amortecedor do mundo que tem 5,5 m de diâmetro. O amortecedor de vibração pode diminuir até 40% dos movimentos da torre e já salvou o prédio de desastres em diversas ocasiões.

Embora a redução de vibrações em máquinas-ferramentas não funcione exatamente do mesmo modo, as duas aplicações têm um objetivo em comum: proporcionar maior estabilidade e diminuir o risco de surgimento de erros. O Silent Tools tem sido uma parte exclusiva da oferta de produtos da Sandvik Coromant há várias décadas, mas o que faz com que tal solução se destaque mais do que as outras?

Uma breve lição de história

O Silent Tools começou como a ambição de um universitário. Em 1964, ao escrever sua tese sobre vibrações de ferramentas, Hans Kristian Holmen criou um conceito para uma barra de mandrilar antivibração. O trabalho quase não passou de um projeto universitário, até que seu potencial foi descoberto por um visitante, que viu o protótipo em um torno da oficina da universidade e percebeu que Holmen estava no caminho certo.

Posteriormente, iniciaram-se os planos para a fabricação do protótipo, patrocinados por uma fábrica de espigões e pregos localizada em Trondheim, Noruega, que começou a produzir ferramentas antivibratórias. Mais tarde, nos anos 1970, esse fabricante fez uma parceria com a Sandvik Coromant para promover as vendas e a distribuição no mercado global. O Silent Tools está com a Sandvik Coromant desde então, e a área de produtos continua crescendo até hoje.

Boas vibrações

Para entender por que os porta-ferramentas antivibratórias desempenham um papel tão importante nas operações de usinagem, primeiro vale a pena examinar as vibrações. Embora elas possam, às vezes, ser úteis - não seria possível ouvir música agradável por um alto-falante se ele não vibrasse - na usinagem, elas não são algo desejável.

As vibrações podem gerar imprecisões nas dimensões da peça usinada. Como a ferramenta de corte vibra ou bate contra a peça, ela pode se desviar da trajetória pretendida, o que causa imprecisões dimensionais e acabamento superficial ruim. Eles também podem causar irregularidades na superfície da peça usinada, o que é particularmente problemático em aplicações em que um acabamento superficial liso é fundamental, como na usinagem de precisão ou em setores como o aeroespacial e o médico.

Além disso, quando a ferramenta de corte vibra excessivamente, ela sofre níveis mais altos de estresse e fadiga, o que pode reduzir sua vida útil e comprometer a qualidade da usinagem. As vibrações podem exigir velocidades de corte mais baixas e profundidades de corte menores para manter padrões de qualidade aceitáveis, aumentando assim o tempo de usinagem e reduzindo o rendimento geral.

Resumindo, as operações com tendência à vibração representam uma ameaça constante a uma usinagem produtiva e segura, especialmente quando se trabalha com longos balanços ou cavidades profundas. Reduzir os parâmetros do processo como profundidade de corte, velocidade ou avanço é um aspecto a considerar, mas é bem provável que afetará a produtividade negativamente.

Um herói silencioso

Os amortecedores funcionam absorvendo, dissipando ou redirecionando a energia criada pelas vibrações, minimizando assim seus efeitos na operação de usinagem.

O Silent Tools usa uma técnica especial conhecida como amortecimento de vibrações — assim como o Taipei 101 — em que um contrapeso dentro da ferramenta absorve a energia cinética das vibrações e usa uma frequência de compensação para eliminá-las mecanicamente, em vez de convertê-las em ruído e calor. Com a menor configuração da ferramenta com apenas dez milímetros de diâmetro e a maior, que bateu o recorde de 600mm, o Silent Tools pode suportar uma variedade de operações de usinagem para torneamento, mandrilamento e fresamento.

Por exemplo, a usinagem de furos profundos é uma operação particularmente propensa à vibração, especialmente quando a usinagem é feita com longos balanços. Barras de mandrilar antivibratórias com saliências de seis a 14 vezes o diâmetro permitem maiores taxas de remoção de metal em comparação com barras de mandrilar não amortecidas. Ajudando a garantir um acabamento superficial de alta qualidade, além de atender à tolerância exigida, os parâmetros de corte mais altos que essa estratégia de usinagem permite criam cavacos mais curtos, melhorando, ao mesmo tempo, o escoamento de cavacos. Isso é fundamental ao usinar com longos balanços.

Como o Silent Tools permite parâmetros de corte mais agressivos, mantendo a qualidade e a produtividade, os usuários podem reduzir os tempos de ciclo de usinagem e, portanto, aumentar a eficiência geral nas operações de usinagem. Descobrimos que, ao usar o Silent Tools juntamente com as ferramentas e adaptadores da Sandvik Coromant para a aplicação escolhida, os clientes obtêm ganhos de produtividade de pelo menos 50% quando são usados adaptadores mais curtos e de até 300% no caso de adaptadores mais longos.

A manutenção de nossa vantagem

Durante muitos anos, a Sandvik Coromant deteve a patente do Silent Tools, o que tornou a solução verdadeiramente única. Atualmente, embora os conceitos de amortecedores de vibração sejam mais bem compreendidos pelo mercado em geral, há muitas razões pelas quais o Silent Tools continua sendo único. Primeiro, ele continua a evoluir. Isso inclui atualizações, a serem lançadas em 2024, desenhadas para proporcionar um desempenho mais constante e um acabamento superficial ainda melhor. O corpo do amortecedor, que antes exigia um ajuste fino manual, agora é montado automaticamente, e cada amortecedor é calibrado por uma máquina. Essa automação resulta em uma área de frequência extremamente precisa e previsível, perfeitamente compatível com o balanço e a aplicação pretendidos do adaptador. Isso significa que os adaptadores de torneamento Silent Tools são mais eficientes do que nunca no combate às forças de vibração em longos balanços.

Para garantir ainda mais a precisão nas configurações e a integridade ideal da ferramenta, os adaptadores de torneamento atualizados são acompanhados pela introdução do dispositivo digital "verificador de status da ferramenta". Ele foi desenhado para ajudar os operadores a verificar a integridade da ferramenta e apoiar seu set-up antes do início da usinagem. O verificador é compatível com todas as versões de adaptadores de torneamento da Sandvik Coromant. Basta o usuário encaixá-lo na interface de trava de serrilhado do adaptador usando o ímã integrado, fazer o download do software e pronto. Com o recurso de ajuste da altura do centro do verificador de status da ferramenta, um set-up preciso é sempre garantido, enquanto o recurso de monitoramento de temperatura garante que o adaptador esteja sempre trabalhando dentro da faixa de temperatura especificada.

Isso nos leva a outro benefício do uso do Silent Tools. Embora seja uma inovação por si só, o Silent Tools não precisa agir sozinho - os clientes podem aprender mais sobre suas operações de usinagem com o Silent Tools Plus. Usando um adaptador de torneamento conectado e sensores para monitorar a carga, a vibração, a deflexão, o acabamento superficial, a temperatura e a detecção no corte em aplicações de torneamento, o produto foi lançado no mercado para superar o desafio da cegueira do operador no torneamento interno. Anteriormente, como o operador não tinha visibilidade do processo em questão, era extremamente difícil identificar possíveis problemas até que o torneamento estivesse finalizado.

Ao transmitir dados diretamente para um painel, o Silent Tools Plus fornece aos operadores uma visão da zona de corte, o que permite identificar problemas como deflexão ou vibração excessiva ou problemas de set-up antes que eles aumentem e os fabricantes sejam forçados a refugar componentes caros. Também disponível como uma versão integrada na máquina, o CoroPlus Connected pode converter automaticamente os dados gerados na zona de corte em ações de corte, eliminando a necessidade de os operadores monitorarem o painel de instrumentos da máquina durante todo o processo.

O Taipei 101 e a usinagem em longos balanços compartilham um desafio comum - superado pelo amortecimento de vibrações. A história do Silent Tools pode ter começado há muitas décadas, mas os desenvolvimentos contínuos significam que a solução oferece aos fabricantes mais do que apenas um eliminador de vibrações. Com o Silent Tools, os clientes têm maior visibilidade do processo de usinagem e alcançam melhores resultados.