Revestimentos de ferramentas para uma maquinagem mais sustentável

Agora, as fábricas entendem que uma estratégia de sustentabilidade adequada é a diferença entre o sucesso e o fracasso, especialmente à luz dos desafios contínuos da cadeia logística e da falta de materiais, conhecimentos e competências. Entretanto, há obstáculos no caminho para que o fabrico se torne mais sustentável. Quase um terço dos líderes da indústria inquiridos pela Schneider Electric e Omdia disseram que os ativos e a infraestrutura herdados das suas organizações são um obstáculo para se tornarem mais ecológicos. 27% identificaram o custo ou o orçamento como um obstáculo importante e 19% citaram a mudança cultural como um desafio ou o risco de alterar os processos existentes.

Como solução para esses obstáculos, os fabricantes devem considerar as vantagens significativas de melhores máquinas-ferramentas na sustentabilidade da produção. Certamente, uma vida útil mais longa da ferramenta pode ajudar a sustentabilidade e está ligada a várias outras vantagens, incluindo a redução do número de ferramentas necessárias num ciclo de produção e a redução da necessidade de substituições dispendiosas de ferramentas. Outra vantagem das ferramentas com vida útil mais longa é a capacidade de produzir produtos mais versáteis, por dois motivos. Em primeiro lugar, uma ferramenta com vida útil mais longa pode ser utilizada num número maior de ciclos de produção antes de necessitar de substituição ou manutenção. Em segundo lugar, com uma vida útil mais longa, a ferramenta mantém a sua precisão e desempenho por um período prolongado, o que resulta em melhor qualidade e consistência dos produtos fabricados.

Isso não quer dizer que obter uma vantagem competitiva no fabrico não seja um desafio. Por um lado, a redução de custos com ferramentas corretas e as estratégias de otimização demonstram que ajudam a reduzir drasticamente os tempos de maquinagem e a aumentar a vida útil da ferramenta até duas vezes ou mais. Por outro lado, a investigação e o desenvolvimento contínuos dos desafios atuais enfrentados pelas fábricas são essenciais para garantir que as ferramentas estão tecnologicamente prontas e à altura do desafio.

Diferentes tipos de desgaste

Vamos concentrar-nos nas fresas de topo de metal duro. Vários fatores determinam a vida útil da ferramenta nas fresas, como os diferentes tipos de desgaste, incluindo o desgaste por craterização e de flanco e o lascamento da aresta de corte, que geralmente é resultado de vibrações na peça ou na máquina-ferramenta.

Vários aspetos da conceção de uma fresa de topo afetam a sua resistência ao desgaste, incluindo o substrato, o revestimento e a geometria da ferramenta. A geometria afeta particularmente a funcionalidade da ferramenta - conforme consta do relatório Estudo sobre a vida útil da ferramenta e seus mecanismos de falha do Kamala Institute of Technology & Science (KITS), da Índia: "A geometria da ferramenta tem uma influência fundamental na decisão da vida útil da ferramenta, entre as quais os ângulos de saída e folga são importantes." Além disso, a escolha do material ou da classe de uma ferramenta pode afetar significativamente a velocidade ou o avanço nos processos de maquinagem, influenciando fatores como a resistência ao desgaste da ferramenta, dureza da ferramenta, resistência ao calor, atrito e fluxo de aparas. 

O departamento de classes e tecnologia da Sandvik Coromant, parte da sua unidade de negócios para  ferramentas rotativas inteiriças (BU SRT), investiga continuamente esses fatores para encontrar novas maneiras de melhorar a vida útil da ferramenta. A equipa colabora com outro departamento de I&D da Sandvik Coromant, que se concentra no desenvolvimento de revestimentos de deposição física em fase vapor (PVD) para ferramentas. O PVD é um processo em que o revestimento é depositado na superfície da ferramenta para aumentar a sua durabilidade e funcionalidade e, principalmente, a vida útil da ferramenta.

Para explorar novas oportunidades de aumentar a vida útil das ferramentas, os departamentos de Classes e Tecnologia e PVD optaram por concentrar as suas investigações na influência dos revestimentos PVD, excluindo outros fatores, como o substrato e geometria. A investigação da Sandvik Coromant também foi elaborada com informações dos seus próprios clientes, cujas contribuições ajudaram os engenheiros da Sandvik Coromant a otimizar ainda mais as propriedades do revestimento PVD.

Como resultado dessa investigação, foram desenvolvidas novas soluções de revestimento para obter mais melhorias na vida útil da ferramenta e, portanto, melhorar o desempenho da própria ferramenta. Incluíram uma solução para ISO-P e outra para ISO-M.

Novo revestimento

A investigação e desenvolvimento contínuos da Sandvik Coromant levaram ao desenvolvimento de uma linha de novos revestimentos para fresas de topo de metal duro. A mais recente é a linha de revestimentos Zertivo 2.0, que combina produtividade de classe mundial com uma excecional taxa de remoção de metal e a mais alta segurança de processo possível. Isto permite que todo o potencial da classe seja explorado. A classe de fresagem Zertivo oferece uma aresta de corte muito resiliente. Esse substrato duro e o revestimento otimizado resistem com eficácia ao lascamento e falhas nas arestas que podem surgir em condições difíceis de maquinagem.

Fresagem fiável

O revestimento Zertivo 2.0 é totalmente exclusivo e foi criado para utilização com fresas de topo inteiriças CoroMill Plura HD para desbaste pesado em aço e aço inoxidável com duas novas classes para ISO-P e ISO-M. A CoroMill Plura é uma linha de fresas de topo de metal duro de alta qualidade que oferece soluções para fresagem produtiva, eficiente e totalmente fiável.

A CoroMill Plura HD é a primeira escolha de solução da Sandvik Coromant para aplicações pesadas em aço e aço inoxidável (ISO-P e ISO-M), oferecendo fresagem de topo segura e eficiente. Graças às novas classes com revestimento Zertivo 2.0, a vida útil das ferramentas, a segurança do processo e a produtividade aumentam ainda mais. As novas classes permitem recomendações de velocidade de corte 30% superiores nas principais áreas de aplicação ISO P e ISO M, bem como materiais ISO K e ISO S, devido à forma de canal otimizado, o que proporciona uma remoção eficaz das aparas.

Com ferramentas para desbaste e acabamento pesados, a CoroMill Plura é eficaz em várias aplicações e materiais, incluindo materiais difíceis de cortar e aços muito duros de até 63 de dureza Rockwell (HRc). As classes criadas para maquinagem em aço inoxidável vêm em duas versões: uma com refrigeração interna, para melhorar o controlo da temperatura e o fluxo de aparas, outra sem refrigeração interna.

Testes de desempenho

A CoroMill Plura HD melhorada com Zertivo 2.0 foi submetida a muitos testes de desempenho em comparação com fresas de topo de metal duro da concorrência. Um teste envolveu a maquinagem de uma peça em ISO-P SS1672 (C45) 160 HB e outro teste a maquinagem de uma peça em ISO-M 1.4404 (316L).

A peça ISO-M foi submetida à fresagem de canais, na qual as ferramentas foram operadas com os seguintes parâmetros: velocidade de corte (Vc) de 90 m/min, avanço por dente (fz) de 0,05 mm/dente, profundidade radial de corte (ae) de 10 mm e profundidade axial de corte (ap) de 5 mm. A CoroMill Plura HD apresentou um aumento de 65% na vida útil da ferramenta. A peça ISO-P foi submetida à fresagem de cantos sem refrigeração com os seguintes parâmetros de corte: a Vc de 235 m/min, fz de 0,1 mm/dente, ae de 7,5 mm e ap de =5 mm. Para esse processo, a CoroMill Plura HD apresentou um aumento de 150% na vida útil da ferramenta em relação à ferramenta do concorrente.

A Sandvik Coromant recomenda a utilização da CoroMill Plura HD e de Zertivo 2.0 em engenharia geral, automóvel, aço inoxidável e outros tipos de aço. No futuro, os engenheiros da Sandvik Coromant especializados em máquinas-ferramentas e I&D planeiam expandir os revestimentos Zertivo 2.0 a toda a sua linha de ferramentas. Assim, a empresa espera que o revestimento ajude os clientes a obter melhor desempenho e economia de custos, à medida que a mudança entre os fabricantes em direção à sustentabilidade continua.