Caminhos para o futuro: Usinagem de precisão para o trilho do futuro

De acordo com a Agência Internacional de Energia, o transporte ferroviário está entre os modos de transporte mais eficientes em termos de energia — representando apenas 2% da demanda total de energia do transporte e respondendo por 8% do transporte de passageiros e 7% do transporte de carga mundial. Assim, é fácil entender por que líderes mundiais estão levando a sério o investimento ferroviário.

Avanços ferroviários

Na Europa, estão sendo realizados investimentos significativos para duplicar o tráfego ferroviário de alta velocidade e aumentar os volumes de transporte de carga ferroviária em 50% até 2030, como parte da estratégia de mobilidade sustentável da União Europeia. Em outro lugar, a administração Biden anunciou quase US$ 30 bilhões em investimentos para projetos ferroviários, demonstrando um compromisso com a melhoria da infraestrutura e do serviço ferroviário.

Talvez o mais significativo de tudo, o setor ferroviário na Índia passou por muitos desenvolvimentos nos últimos anos, impulsionado por iniciativas governamentais como os corredores de carga dedicados (DFCs), projetos de trens de alta velocidade e a modernização da infraestrutura ferroviária.

Porém, para continuar impulsionando o progresso, a infraestrutura ferroviária precisará passar por atualizações e expansões substanciais para atender à crescente demanda, garantir a segurança e acomodar os avanços tecnológicos. Isso inclui modernizar redes ferroviárias envelhecidas, aumentar a capacidade por meio da eletrificação, implementar sistemas de sinalização avançados e integrar tecnologias digitais para obter operações mais eficientes.

Atendendo a demandas rigorosas

A produção de componentes ferroviários, como eixos, rodas, trilhos, tubos de suspensão e outras peças estruturais, requer ferramentas de usinagem de alta qualidade, capazes de proporcionar precisão, durabilidade e eficiência excepcionais. Esses componentes devem suportar cargas pesadas, intenso desgaste e condições ambientais adversas, tornando a usinagem de precisão fundamental para garantir a confiabilidade e a segurança dos sistemas ferroviários. Ferramentas de usinagem de alta qualidade devem oferecer tolerâncias rígidas, desempenho consistente e a capacidade de trabalhar com uma grande diversidade de materiais.

Considere as rodas ferroviárias, por exemplo, sujeitas a tensões extremas e desgaste devido ao contato contínuo com os trilhos, frequentemente sob cargas pesadas e em altas velocidades. Vários desafios de usinagem surgem aqui. Primeiro, é necessário manter tolerâncias muito rígidas, mesmo um leve desvio das dimensões especificadas pode levar a problemas como desgaste irregular, vibrações ou ruído durante a operação do trem, comprometendo o conforto e a segurança dos passageiros.

Outro grande desafio é trabalhar com materiais capazes de suportar as intensas tensões mecânicas e as rigorosas condições ambientais às quais os trens estão expostos. As rodas de trem geralmente são feitas de aço de alta resistência ou aços-liga com excelente resistência à fadiga e propriedades de desgaste. No entanto, esses materiais frequentemente são difíceis de usinar devido à sua dureza e tenacidade. Por consequência, o gerenciamento térmico durante a usinagem também é uma consideração fundamental. A usinagem de aço de alta resistência gera muito e pode causar deformação térmica na peça e afetar a precisão dimensional.

É importante reconhecer que componentes para diferentes tipos de trilhos apresentarão seus próprios requisitos. Trens de carga, por exemplo, são pesados, por isso o desgaste nas rodas é elevado e marcas de freio dos vagões de carga frequentemente aparecem no diâmetro externo das rodas. Rodas de metrô, em contraste, são bem menores e podem ter camadas de borracha entre o diâmetro externo da roda e o cubo para minimizar o ruído. Por outro lado, os que operam em redes ferroviárias de alta velocidade têm altas exigências quanto às dimensões exatas das rodas, pois estão diretamente relacionadas ao conforto dos passageiros. Para garantir que as rodas estejam balanceadas, as tolerâncias nos diâmetros externos são rígidas e as rodas são frequentemente reajustadas.

No caminho certo com usinagem de precisão

Existem várias estratégias de usinagem que, aliadas a máquinas-ferramentas robustas, podem auxiliar a produção de componentes de trilho resistentes. O torneamento pesado é uma excelente estratégia para usinar componentes ferroviários, devido à sua capacidade de lidar com grandes componentes e materiais de alta resistência, além de sua eficiência e precisão ao trabalhar com formas complexas e peças para serviços pesados.

Ao realizar torneamento pesado para componentes de trilhos, a vida útil da ferramenta pode ser significativamente melhorada ao concentrar-se em alguns fatores-chave. Primeiro, escolha uma ferramenta de corte com uma classe forte e resistente ao desgaste adequada à dureza do material, garantindo estabilidade durante toda a usinagem. Minimize as forças de corte usando a taxa de avanço e a profundidade de corte corretas para equilibrar a pressão da ferramenta, e sempre garanta a aplicação adequada de refrigeração para controlar o calor e evitar a deformação térmica. Por fim, garanta que o set-up da ferramenta e a estabilidade da máquina estejam otimizados para lidar com altas forças e manter a precisão no torneamento.

A Sandvik Coromant recomenda a linha de produtos T-Max P para torneamento externo, oferecendo maior estabilidade de corte, melhor controle de cavacos e vida útil prolongada da ferramenta para permitir a usinagem precisa e eficiente de componentes ferroviários resistentes, como rodas e eixos. Otimizada para torneamento externo, desde o desbaste até o acabamento, a T-max P lida com componentes médios a grandes em aço, aço inoxidável, ferro fundido, ligas resistentes ao calor e aço temperado. Disponível com refrigeração superior e inferior de alta precisão e interface de troca rápida de ferramenta Coromant Capto, alta estabilidade e estoque de ferramentas minimizado podem ser facilmente obtidos na usinagem de trilhos.

Além disso, a Sandvik Coromant oferece recomendações especializadas sobre as classes de torneamento mais adequadas para sua aplicação em trilhos, garantindo uma solução de usinagem completa sob medida para os requisitos específicos da peça.

O futuro da infraestrutura ferroviária depende da usinagem de precisão e de tecnologias inovadoras para atender às crescentes demandas por segurança e eficiência. Ao concentrar-se em estratégias de usinagem eficazes e recomendações sob medida, é possível garantir que o setor ferroviário não apenas enfrente os desafios atuais, mas também abra caminho para uma rede de transporte sustentável e eficiente para o futuro.

*Imagem de capa: Depositphotos.com