Competindo com o imbatível no fresamento de titânio

Fresando Titânio com Ferramentas de alta tecnologia Iscar para aumento de produtividade e redução nos custos

A notável relação resistência-peso e as propriedades de alta resistência à corrosão do titânio tem resultado num uso cada vez mais crescente da utilização desse importante material em muitos setores críticos, principalmente na indústria aeroespacial global.

A produção de partes estruturais feitas de titânio mantém os seus requisitados desempenho e confiabilidade ao mesmo tempo em que reduz significantemente a massa do componente. Relevante para todos os usuários do titânio, a resistência elevada e redução de peso que o material proporciona são de particular importância para a indústria aeroespacial, já que essas vantagens melhoram o desempenho da aeronave e diminuem o consumo de combustível.

A parte negativa quando produzindo peças de titânio são os muitos problemas encontrados quando usinando esse material difícil de cortar. Quando usado nas indústrias metalúrgicas, a palavra “titânio” normalmente relata não só o titânio puro, mas também as ligas de titânio. De acordo com as propriedades metalúrgicas, dependendo dos elementos presentes, há vários grupos de titânios: titânio comercialmente puro (sem ligas), α-, β-, α-β- e outras ligas. Às vezes diz-se que a usinagem do titânio é similar à do aço inoxidável austenítico. Essa afirmação é mais ou menos verdadeira se isso diz respeito ao titânio comercialmente puro, embora isso seja totalmente incorreto em relação ao processado α-β- e especialmente aos ligados titânio-β.

Classificação de usinabilidade depende muito do tipo de titânio e o seu tratamento. A usinabilidade do largamente utilizado titânio recozido TiAl6V4 é aproximadamente  35-40% menor do que o recozido aço inoxidável AISI 304. No entanto, se utilizarmos a usinabilidade do titânio anteriormente mencionado como 100%, o chamado “triplo 5”, titânio 5-5-5-3, uma grande dor de cabeça para os usinadores, tem características de usinabilidade duas vezes mais difíceis.

Fabricantes de máquinas continuam introduzindo inovações e desenvolvimentos que fazem a usinagem do titânio mais efetiva. Máquinas modernas permitem operadores utilizarem estratégias avançadas de usinagem e empregar métodos de fabricação de uma única fixação. Contudo, as típicas baixas velocidades de corte utilizadas quando usinando titânio limitam de maneira severa o potencial de eficiência das máquinas e resulta na ferramenta de corte como sendo o elemento mais frágil de todo o sistema técnico produtivo. Resumindo, a ferramenta determina os limites da produtividade quando usinando titânio, dessa maneira, tornando-se um fator importante na questão de uma melhora radical dessa situação.

Devido à baixa condutividade térmica do titânio o principal problema quando cortando esse tipo de material é o calor gerado. Uma pobre transferência de calor faz com que uma considerável carga térmica seja direcionada diretamente para a aresta de corte da ferramenta. Também, um problema menor quando usinando aço, o módulo de elasticidade do titânio contribui para a vibração durante o corte, e problemas de acabamento superficial e precisão podem ocorrer.

Fabricantes de ferramentas continuam colocando grande ênfase no desenvolvimento de ferramentas avançadas para uma usinagem eficiente do titânio. Fabricação de peças de titânio é um processo onde uma significativa quantidade de material precisa ser removida. O peso eventual de uma peça acabada de titânio pode ser de 10% ou menos do peso da peça original. Frequentemente, essas peças possuem cavidades, alojamentos e nervuras que ditam o fresamento como sendo o principal método de fabricação. Como consequência, cada nova ferramenta desenvolvida para o fresamento de titânio cria um grande interesse na comunidade técnica internacional. Assim sendo, os mais recentes produtos da Iscar, um reconhecido inovador nesse campo, sempre atraia a atenção de fabricantes do mundo todo envolvidos na usinagem de titânio. 

O material da ferramenta é de suma importância para o sucesso da ferramenta de corte, especialmente ferramentas indexáveis utilizadas no fresamento de materiais aeroespaciais difíceis de usinar, em particular o titânio. Dentro desse campo de desafios, a Iscar desenvolveu a IC840, uma nova classe de metal duro. A palavra “nova” diz respeito a todos os elementos da classe. A IC840 é caracterizada por um novo substrato de metal duro e uma cobertura de PVD inovativa. O substrato da classe é altamente resistente a trincas térmicas; a cobertura de cor bronze, “amarronzada”, tem alta resistência à oxidação e micro trincas; também, um avançado tratamento de pós-cobertura que melhora a tenacidade de uma maneira geral. A combinação vantajosa dessas características da IC840 proporciona aos usuários grandes oportunidades no fresamento de titânio. A Iscar acredita que a nova cobertura irá definitivamente agradar os fabricantes de componentes de titânio e aumentar o desempenho das ferramentas intercambiáveis. 

Como já mencionado anteriormente, o fresamento de titânio envolve a remoção considerável de material. Verdadeiros “cavalos de batalha” nesse campo são as ferramentas indexáveis de canais estendidos que são direcionadas para o fresamento em desbaste de alojamentos profundos, cavidades e paredes altas. Para essas operações a Iscar desenvolveu a HELITANG H490, uma família de ferramentas avançadas de fresamento com insertos fixados tangencialmente, e também a MILLSHRED P290, uma gama de fresas que montam insertos serrilhados que proporcionam um cisalhamento eficiente do cavaco. Adicionalmente, a empresa oferece HELITANG FIN, uma família de ferramentas tangenciais projetadas especialmente para semi-acabamento no fresamento.

A Iscar introduziu recentemente um grupo de fresas de canais estendidos da popular família HELIQUAD. Estas fresas montam insertos quadrados positivos, de uma única face, que são fixados radialmente. Por que a empresa, tão conhecida pelo seu compromisso com soluções inovadoras de geometrias de corte, montou as novas fresas com o “tradicional” e simples inserto quadrado? As enganosamente simples novas ferramentas de canais estendidos tem uma estrutura bem projetada que resulta num melhoramento significativo da rigidez dinâmica e resistência à vibração. Adicionalmente, insertos fixados radialmente possibilitam a inclusão bolsões de cavacos generosos e um escoamento livre do cavaco quando fresando com altas taxas de remoção de material (MRR). Também, as ferramentas nos diâmetros mais populares têm canais internos, que foram especialmente projetados para usinagem com alta pressão de refrigeração (HPC). Mesmo esses “simples” insertos quadrados são caracterizados por uma geometria de corte progressiva que proporcionam um fresamento efetivo do titânio. 

HELI QUAD

Consequentemente, se HELITANG H490 e MILLSHRED P290 são direcionadas para um desbaste produtivo, e a HELITANG FIN para um semi-acabamento de qualidade de peças de titânio, as novas fresas com canais estendidos HELIQUAD (de fato HELIQUAD), de um ponto de vista de aplicação, proporcionam um fresamento altamente eficiente com as condições resultantes da superfície usinada bem próximas das condições de um semi-acabamento.

A Iscar recentemente introduziu a família de fresas inteiriças de metal duro Ti-TURBO numa faixa de diâmetros de 6 a 20 mm. A nova família foi projetada para operações de acabamento e também, principalmente, a usinagem de aberturas de rasgos em altos avanços (HSM) utilizando a estratégia trocoidal. Fresamento trocoidal é caracterizado pela pequena profundidade radial e significante profundidade de corte, combinado com uma trajetória da ferramenta ditada por uma curva trocoidal. Nessas condições a ferramenta “fatia” o material a uma alta taxa de avanço. O ângulo de engajamento é pequeno e produz cavacos de espessuras muito finas. Como resultado temos uma dramática redução da carga térmica nas fresas Ti-TURBO, de um design único patenteado, com 7 ou 9 canais, com passo angular variável (similar as fresas de metal duro CHATTERFREE) ,que asseguram uma forte resistência à vibração. Essa é a razão pela qual a nova família é considerada como sendo um verdadeiro impulsionador turbo no fresamento de titânio.

TI-TURBO

A linha versátil de ferramentas montadas com cabeças intercambiáveis de metal duro MULTI-MASTER da Iscar cresceu recentemente com introdução das novas, seis canais, cabeças de alto avanço com furo de refrigeração central. O substrato de metal duro ultrafino das cabeças, protegido pela cobertura de avançada tecnologia AL-TEC, proporcionam excepcionais resistência ao desgaste e tenacidade. As cabeças são utilizadas em fresamento de alto de alto avanço (HFM) extremamente produtivo, resultando numa redução significativa dos tempos de usinagem em operações de desbaste.

Fabricantes de peças de titânio estão constantemente colocando novas demandas nos fabricantes de ferramentas de corte. Para que possam encontrar soluções para esses novos desafios os fabricantes de ferramentas de corte são obrigados a “pensar fora da caixa” regularmente. O prolífico time de pesquisa e desenvolvimento (R&D) da Iscar continua colaborando com os principais fabricantes mundiais de peças de titânio para garantir que a empresa mantenha a sua liderança dentro desse segmento desafiador. 

Depto de Marketing - Iscar do Brasil




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