Como inovar com eficiência com brocas de metal duro?

O desenho para viabilidade de manufatura (DFM) tem se tornado cada vez mais importante para fabricantes em uma série de setores - inclusive o automotivo, aeroespacial e engenharia em geral. DFM significa desenhar e desenvolver produtos que possam ser fabricados com maior facilidade, eficiência e custo-benefício. Para os clientes da Sandvik Coromant, essa ideia normalmente se traduz em alcançar um custo favorável por peça durante a usinagem; ou custo por furo em aplicações de furação e rosqueamento com macho. Cada um desses objetivos requer ferramentas de corte muito confiáveis e que suportem alta produtividade. 

Além disso, o conceito de DFM está evoluindo devido a uma cadeia de suprimento cada vez mais globalizada e à crescente demanda por produtos personalizados. A mobilidade elétrica também afetará o DFM. As peças para veículos elétricos e híbridos são mais variadas, de fabricante para fabricante, do que seus equivalentes de motor de combustão interna (ICE) e são feitas cada vez mais de materiais resistentes como aços de baixa liga, Inconel e alumínio. Enquanto as tendências de mobilidade elétrica no setor aeroespacial ainda não estão num horizonte próximo, as tendências do setor automotivo já estão muito presentes - os fabricantes devem acompanhar as mudanças ou correm o risco de ficar para trás.

Mas como as soluções avançadas de ferramentas podem fazer a diferença para o DFM? As respostas podem ser encontradas nas fases de desenho auxiliado por computador (CAD) para peças para as fases de manufatura. O CAD para peças pode se referir a três estágios de manufatura.

Em primeiro lugar, a fase CAD para fuso em que os modelos CAD e de manufatura auxiliada por computador (CAM), incluindo simulações semelhantes a gêmeos digitais, são usados para preparar uma operação de usinagem e assegurar que os parâmetros de usinagem, peças e ferramentas sejam todos otimizados. 

Em segundo lugar, o estágio do fuso, ou as operações de usinagem propriamente ditas. Aqui, podemos avaliar o desempenho de usinagem da ferramenta em relação à peça e seu efeito no custo por peça, custo por furo e - em última análise - o resultado final de nossos clientes.

Em terceiro lugar, existe a fase simples de avaliação da qualidade e do acabamento da peça final. Seja para engenharia automotiva, aeroespacial ou geral, acabamento e características como integridade da superfície do furo são de suma importância. A melhor qualidade dos furos evita falhas nas peças - e depende muito dos processos de manufatura usados para usinagem ou acabamento dos furos.

Em particular, o desenho de uma broca é fundamental para produzir furos de melhor qualidade. É por isso que as geometrias das arestas de corte em brocas estão em constante evolução, pois é importante alcançar os mais altos padrões de manufatura e qualidade das peças. O uso de refrigeração também é importante para reduzir o calor excessivo na ferramenta. É aqui que os especialistas da Sandvik Coromant podem desempenhar um papel fundamental ao apoiarem seus clientes. 

Fabricado facilmente

A Sandvik Coromant trabalha lado a lado com o cliente para reunir todas as informações relevantes sobre seu projeto de usinagem e ver o que é necessário. Digamos que o cliente precisa realizar uma operação de furação contínua em uma peça de aço inoxidável 316L - um material que, como mostrado em um estudo publicado pela Asian Research Publishing Network (ARPN) Journal of Engineering and Applied Sciences, foi considerado capaz de provocar "desgaste rápido e fatal" que afeta gravemente a vida útil das ferramentas de corte.  

Nesse estágio do processo da máquina do cliente, o CAD para fuso mencionado acima, nossos especialistas podem examinar e fazer engenharia reversa dos processos do cliente, incluindo o uso de modelos CAD e CAM. Ao fazer isso, a Sandvik Coromant consegue desenvolver um protótipo de ferramenta pela manhã e tê-lo pronto para realizar testes dentro da P&D à tarde. Nos dias anteriores ao digital, este processo teria exigido que os desenhos fossem enviados de um lado para outro o que levaria até seis semanas. Atualmente, ter a capacidade de entregar protótipos de ferramentas no mesmo dia tem sido um divisor de águas para a Sandvik Coromant. 

Aumento da vida útil da ferramenta 

A Sandvik Coromant oferece uma grande diversidade de produtos para apoiar seus clientes na manufatura de peças, inclusive para mobilidade elétrica. Elas incluem CoroDrill 860, uma broca de metal duro desenhada para furação rápida e sem problemas e que maximiza a produtividade através de uma usinagem extremamente eficiente. A ferramenta está disponível em diversas geometrias, inclusive a 860-NM para aços inoxidáveis com cavacos longos como aços inoxidáveis austeníticos, superausteníticos, ferríticos e duplex. 

E há a CoroDrill 860-GM que, para os fabricantes automotivos, tem se mostrado útil para furar blocos de motores, carcaças, flanges e coletores. Além da engenharia automotiva e geral, a broca também é adequada para aplicações em que a qualidade do furo é fundamental - como no setor aeroespacial, de petróleos e gás, de energia renovável e nuclear.

A 860-GM alcançou resultados impressionantes, inclusive para um fabricante de automóveis da Coreia. A operação do cliente da Sandvik Coromant era usinar furos passantes em um lote de produção de conectores de transmissão automotiva. O objetivo era fazer oito furos passantes com 8,2 mm (0,32") de diâmetro em cada peça e com uma profundidade de 10 mm (0,39"). A solução existente produzia 200 peças, 1600 furos no total, com uma velocidade de corte (Vc) de 80m/min (3102 RPM) e avanço de corte (Vf) de 381 mm/min. Por outro lado, a CoroDrill 860-GM produziu 2300 peças (18400 furos) com um Vc de 100m/min (3878 RPM) e Vf de 814 mm/min. 

No geral, a CoroDrill 860-GM apresentou uma vida útil de ferramenta significativamente melhor de 1150%. Isso foi acompanhado por um aumento de produtividade que ajudou a reduzir significativamente o custo por peça para o cliente. Resultados igualmente impressionantes foram relatados por outros clientes da Sandvik Coromant no setor automotivo, em todo o mundo.

Tão importante quanto usinar furos uniformes é o rosqueamento com macho, ação que cria uma rosca no interior do furo. Para isso, a Sandvik Coromant oferece o CoroTap 100, 200, 300 e 400, cada uma otimizada para diferentes aplicações. Para analisar alguns exemplos, o CoroTap 100 faz parte de uma linha de machos com canais retos otimizada para materiais ISO K, ISO N e ISO H com cavacos curtos. O CoroTap 400 é um macho laminador para usinagem em altas velocidades e livre de cavacos, adequado para furos passantes e furos cegos em aços, aços inoxidáveis e alumínio. A escolha do cliente depende do que é melhor para sua aplicação. 

Seguindo em frente, a Sandvik Coromant oferecerá o CoroTap 100-N e o CoroTap 400-N. Cada um deles desenhado para dar suporte aos clientes com aplicações de rosqueamento com macho em alumínio, que está se tornando mais proeminente nos processos de manufatura.

Por enquanto, o desempenho das ferramentas de corte da Sandvik Coromant mostra como ferramentas desenhadas para apoiar a furação e o rosqueamento de materiais diversos serão vitais para ajudar os fabricantes a produzir peças mais leves, menores e mais variadas. As fábricas podem não apenas desenhar e desenvolver essas peças com mais facilidade e economia, mas também podem garantir que o DFM continue sendo uma prioridade durante toda a manufatura - e inovar com eficiência.