As peças feitas de ligas à base de níquel se tornam cada vez mais predominantes no setor aeroespacial, fazendo com que a demanda por ferramentas de corte otimizadas continue a crescer. Apesar das vantagens, os materiais à base de níquel apresentam baixa usinabilidade devido à sua baixa condutividade térmica, potencial de adesão a ferramentas de corte e presença de partículas abrasivas dentro da estrutura da liga. Devido a essas questões, a produtividade com ferramentas de metal duro tende a ser baixa. Além disso, a complexidade das peças significa que alguns componentes exigem um alcance maior.
Henri Sevonen, gerente sênior do Segmento Industrial-Aeroespacial da Sandvik Coromant, explica como a nova tecnologia de fresas de topo cerâmicas surgiu para ajudar a atender a esses requisitos, com potencial para otimizar a usinagem de peças de motores aeronáuticos e proporcionar ganhos competitivos significativos.
A maioria das peças aeroespaciais é manufaturada com superligas resistentes ao calor (HRSAs) e ligas à base de níquel, o que coloca um conjunto particular de exigências aos engenheiros de produção que procuram fabricar peças como bobinas, discos de turbina, carcaças de combustão e rotores. Embora muitos fabricantes usem fresas de topo convencionais de metal duro, tais ferramentas têm suas limitações em termos de desempenho quando se trata de ligas à base de níquel.
TIPOS DE FRESA
Em uma arena global extremamente competitiva, as fábricas aeroespaciais estão à procura de tecnologias capazes de proporcionar uma mudança radical em fatores como produtividade e/ou vida útil das ferramentas. As fresas de topo cerâmicas podem proporcionar esse salto, oferecendo de 20 a 30 vezes mais velocidade de usinagem em comparação com as ferramentas de metal duro para operações como faceamento e fresamento de cantos. Tais ganhos podem ser alcançados em grande parte porque as fresas de cerâmica mantêm sua dureza nas altas temperaturas que surgem ao usinar ligas à base de níquel.
A fresa de topo de cabeça intercambiável CoroMill 316 de cerâmica soldada para operações de desbaste é uma solução para aplicações de motores aeroespaciais em materiais ISO S. Em primeira instância, o conceito de cabeça intercambiável facilita a flexibilidade inerente ao processo. Também está disponível uma versão de seis canais com um raio com canto reto que proporciona operações de fresamento lateral e uma versão de quatro canais projetada para impulsionar o faceamento, graças a sua geometria de face de alto avanço.
O substrato cerâmico das fresas de topo permite um processo de corte diferente em comparação com as ferramentas tradicionais de metal duro. A classe S1KU SiAlON foi desenvolvida para a usinagem superior de ligas de níquel e é suportada por uma geometria negativa que proporciona uma aresta de corte resistente. Esta última também apresenta uma fase T para operações estáveis.
A SiAlON tem uma composição química de óxido de alumínio e nitreto de silício (Al203+Si3N4), uma combinação que promove alta resistência ao desgaste, mesmo a temperaturas elevadas.
USINAGEM ESTÁVEL
A companhia recomenda um set-up estável em todos os casos e sempre sem a aplicação de refrigeração; as fábricas devem usar ar comprimido, pois a refrigeração simplesmente se inflamaria nas altas temperaturas envolvidas. Além disso, o uso de refrigeração promove choques térmicos e tem um efeito negativo sobre a vida útil da ferramenta. É importante destacar que são necessárias altas rotações, pelo menos 13.000 rpm. Outras recomendações incluem o uso do fresamento concordante, bem como um caminho programado da ferramenta que a mantenha em contato constante com o material.
Está claro que as ligas à base de níquel desempenharão um papel fundamental no futuro da manufatura aeroespacial. Entretanto, são muitos os desafios enfrentados por aqueles encarregados de produzir peças para motores aeroespaciais. É somente por meio de inovações contínuas em ferramentas, como a tecnologia de fresas de topo cerâmicas, que as fábricas aeroespaciais conseguirão otimizar o processo de usinagem. Para saber mais sobre os processos de usinagem acesse o site.
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