Na usinagem, uma ferramenta de corte é um elemento de um sistema tecnológico que molda uma peça por remoção de material. O sistema compreende uma máquina, o dispositivo de fixação da peça e o ferramental de fixação da ferramenta. A modelagem de uma peça é realizada por vários processos de usinagem que usam diferentes estratégias de usinagem. Os progressos conseguidos nas ferramentas de corte resultaram em máquinas modernas que permitem operações combinadas e muitas vezes também todas as operações que compõem o processo numa única fixação, processos que foram separados no passado. Além disso, os recursos avançados da máquina garantem a aplicação de estratégias de usinagem progressivas para a obtenção do desempenho máximo.
A indústria metalúrgica deve lidar com diferentes materiais de engenharia. O progresso na ciência dos materiais e na metalurgia não só trouxe novos materiais exóticos, mas também proporcionou tecnologias para criar materiais com propriedades predefinidas. A produção de componentes com esses materiais melhorou significativamente os parâmetros de trabalho das peças, mas a usinagem se tornou mais difícil. Em muitos casos, a maior obstáculo de uma usinagem bem-sucedida estava conectada apenas às limitações da ferramenta de corte.
Uma ferramenta de corte, o menor elemento do sistema tecnológico, é o elo entre a máquina e o material. Para enaltecer as vantagens das máquinas de alta tecnologia e estratégias de usinagem produtivas, a ferramenta de corte deve atender aos requisitos apropriados. Encontrar uma resposta decente a esses requisitos para atender às demandas cada vez maiores da usinagem moderna é uma base para novos desenvolvimentos no campo de ferramentas de corte.
A indústria metalúrgica tem passado por um período difícil com a pandemia COVID-19, que afetou a economia mundial e levou inevitavelmente a uma queda nos indicadores econômicos do setor. Muitas perspectivas brilhantes antes do coronavírus foram substituídas por esperanças modestas; por outro lado, este tem sido um momento para análises mais profundas das tendências industriais, um olhar para o amanhã, previsões e planejamento futuro. O progresso não parou. A usinagem está às portas de mudanças sérias, e o fabricante deve estar pronto para adotá-las. As próximas mudanças não podem ignorar as ferramentas de corte - um dos elos mais importantes na cadeia metalúrgica. Portanto, ter uma compreensão clara da direção do progresso industrial e de quais são os novos requisitos para as ferramentas de corte do futuro é de suma importância para o sucesso de um fabricante de ferramentas. Esta é a chave para o desenvolvimento de novas ferramentas e uma ampla gama de novos produtos.
Existem diferentes direções para o desenvolvimento de ferramentas de corte. A forma "tradicional" é tornar as ferramentas mais resistentes, produtivas e econômicas, um reflexo na exigência natural do cliente a um produto consumido. Outras direções de desenvolvimento estão relacionadas às tecnologias de manufatura avançadas que enraizaram profundamente a indústria metalúrgica, onde as soluções de ferramentas disponíveis ainda deixam um amplo campo para melhorias.
O curso da natureza
O método tradicional de desenvolvimento considera a melhoria do desempenho da ferramenta através da introdução de geometria de corte inovadora, classes avançadas de materiais de ferramenta, design escalonado do corpo da ferramenta para garantir maior rigidez e durabilidade, etc. Pode parecer que esta direção quase esgotou seus recursos e não promete verdadeiras mudanças revolucionárias, no entanto, os fabricantes de ferramentas de corte conseguiram surpreender o mundo da usinagem com produtos modernos que fornecem benefícios significativos, apesar da abordagem tradicional para o design do produto. Um importante fator de sucesso foi o crescimento significativo nos níveis científicos e tecnológicos de produção de ferramentas, novas conquistas em metalurgia do pó e tecnologia de revestimento, e a introdução de sistemas modernos de inspeção e controle de qualidade. Os recursos consideravelmente maiores no próprio projeto da ferramenta, sistemas CAD/CAM e modelagem 3D, deram um impulso notável para a realização de ideias inovadoras desafiadoras.
Desenvolvimentos tecnológicos têm criado novos métodos de usinagem que requerem ferramentas que atendam as mais exigentes demandas. Essas ferramentas têm a capacidade de usinar materiais endurecidos, eliminando a necessidade de operações de retificação. No fresamento, essas ferramentas da nova era são capazes de trabalhar com avanços por dente extremamente altos (HFM), em altas velocidades de usinagem (HSM) e são capazes de realizar fresamento trocoidal com o uso de refrigeração de alta pressão (HPC).
O design de tais ferramentas difere das ferramentas de aplicação geral, pois exigem recursos específicos que caracterizam os métodos e estratégias mencionados acima.
Os avanços na engenharia de máquinas levaram a indústria metalúrgica mais perto de realizar o sonho de todo fabricante de peças, permitir a usinagem completa da peça em uma única fixação. Capacidades impressionantes das mais recentes máquinas multieixos e multitarefas e sistemas de manufatura híbrida, que combinam remoção de material e tecnologias de impressão 3D, evidenciam um salto quântico em direção à usinagem completa da peça em uma única preparação. A opção de ferramentas acionadas presentes em mais e mais centros de torneamento tem expandindo suas capacidades. Compreensivelmente, esse progresso criou outros requisitos para a multifuncionalidade, vida útil e características de falha das ferramentas de corte.
As tentativas de encontrar uma alternativa econômica às ferramentas inteiriças de metal duro deram um novo impulso aos projetos com cabeças de metal duro intercambiáveis. Além disso, alguns desses projetos proporcionam até mesmo uma vantagem substancial como a alta repetibilidade do comprimento da ferramenta quando trocando a cabeça. Como resultado, não há necessidade de ajustes adicionais após a substituição de uma cabeça desgastada, que pode ser trocada rapidamente sem remover a ferramenta do fuso da máquina. O benefício "tempo zero de preparação" abriu uma possiblidade para diminuir o tempo de máquina parada e, em combinação com vantagens econômicas distintas, garantiu perspectivas promissoras para o conceito de cabeça inteiriça de metal duro intercambiável como uma direção para o desenvolvimento da ferramenta de corte.
A indústria metalúrgica tem aumentado seus requisitos de versatilidade e facilidade de preservação das ferramentas de corte. Essas mudanças geraram uma boa resposta do fabricante da ferramenta. Por exemplo, uma fresa típica com pastilhas intercambiáveis apresenta canais internos para fornecimento de refrigeração através do corpo da fresa. Esse design de corpo é uma espécie de padrão de ferramenta atual não normatizado. Outro exemplo atual por parte do fabricante da ferramenta é não só a especificação estrita do torque necessário para apertar os parafusos de fixação da pastilha, mas também o fornecimento de chaves dinamométricas para garantir o valor do torque necessário.
Tendências emergentes e novos desafios
Na indústria metalúrgica, existem tendências duradouras que colocam o fabricante de ferramentas de corte à frente de novos desafios.
O uso significativamente maior de compósitos e materiais sinterizados agora requer ferramentas específicas, que são customizados em muitos casos.
A conformação precisa de metais e a impressão 3D aumentam, levando ao crescimento de peças que são produzidas muito próximas da forma final. Isso provoca uma redução considerável do sobremetal. Portanto, o corte produtivo e preciso de baixa potência em máquinas de alta potência está aumentando substancialmente. As máquinas multieixos avançadas são capazes através da usinagem de gerar com precisão formas complicadas. Portanto, a indústria metalúrgica está interessada em soluções eficazes e de custos justos por parte do fabricante de ferramentas de corte.
A usinagem de materiais ISO S de difícil usinabilidade, especialmente classes β- e quase-β-titânio e superligas resistentes às altas temperaturas (HTSA) apresentam velocidades de corte baixas. As crescentes demandas por componentes desses materiais exigem o respectivo aumento da produção através da diminuição dos tempos das operações de usinagem. Acontece que o menor elemento do sistema tecnológico - a ferramenta de corte - torna-se o principal obstáculo ao crescimento da produtividade.
Não é uma tarefa fácil dar uma resposta apropriada sobre essas e outras questões importantes que foram levantadas pelas tendências do setor. Parece que a busca de uma resposta está ligada principalmente ao design, à manufatura etc. De uma forma ou de outra, pertencem mais ou menos a uma esfera tradicional e familiar.
Ao mesmo tempo, as mudanças que estão ocorrendo na indústria têm apresentado aos fabricantes de moldes e matrizes tarefas de um tipo de desafio completamente diferente.
O avanço da Indústria 4.0 e a digitalização da manufatura levaram o fabricante de ferramentas para o mundo virtual. As ferramentarias exigiram complementar a ferramenta de corte - um produto material - com um gêmeo digital correspondente e um conjunto desenvolvido de serviços de informação. Este será um passe necessário para a fábrica inteligente de amanhã. Sem o passe, o fabricante da ferramenta permanecerá no portão da fábrica.
O cliente de amanhã está esperando por opções efetivas de design virtual que são necessárias para modelagem de processos, integração de montagem de ferramentas, design de conceito de ferramentas personalizadas e muito mais.
O marketing online terá um papel central nessa mudança urgente. O COVID-19 acelerou a influência do marketing online, e a crescente demanda por serviços de pré-venda online e suporte pós-venda será esperada como parte de um pacote completo de serviços oferecidos pelo fabricante da ferramenta.
Consequentemente, um sistema digital "All-in-One" para marketing online, dados de ferramentas, acesso a várias informações, geração de modelos gêmeos, cálculos de engenharia e econômicos, análise de vida útil da ferramenta, serviço imediato, aconselhamento, conhecimento, competência, etc. ser parte integrante da gama de produtos do fabricante de ferramentas de corte.
Procurando pela resposta certa
Obviamente, o fabricante da ferramenta não pode apenas sentar e esperar que as coisas mudem, ele deve ser proativo. A ISCAR é um bom exemplo de como uma empresa líder na fabricação de ferramentas busca atender às novas demandas da indústria e se prepara para as mudanças futuras. Nos últimos anos, a ISCAR introduziu várias novas linhas de produtos inovadores por meio de sua campanha de produtos LOGIQ, proporcionando soluções na direção das tendências industriais.
A linha de produtos de torneamento da ISCAR foi enriquecida com um conjunto montado versátil composto por uma barra antivibratória e cabeças intercambiáveis com diferentes pastilhas. Novas pastilhas com pontas de CBN policristalino foram criadas para melhorar o desempenho no torneamento de materiais endurecidos.
Um sistema de corte de vanguarda com adaptadores de vários alojamentos de pastilhas e blocos de ferramentas reforçados e robustos abre novos horizontes para aumentar a produtividade.
A ISCAR expandiu significativamente sua linha de fresamento com uma gama de ferramentas para HFM e HSM. Para a usinagem de materiais aeroespaciais de difícil usinabilidade, a ISCAR desenvolveu especificamente novas classes de metal duro para pastilhas intercambiáveis e fresas de topo de cerâmica. Além disso, as fresas de canais estendidos recentemente introduzidas com a opção HPC aumentaram significativamente as taxas de remoção de material no fresamento de titânio em desbaste.
A linha de brocas da ISCAR com cabeças intercambiáveis de metal duro foi enriquecida com uma cabeça de três canais recentemente lançada que garante um aumento considerável na produtividade. Novas brocas sólidas com pontas e seguimentos de diamante policristalino proporcionam soluções eficientes para a furação de materiais compostos.
O segmento de informações do programa de produtos da ISCAR passou por grandes mudanças. Ferramentas digitais gêmeas de acordo com a norma ISO 13399, opções de montagem virtual, um software de seleção de ferramenta ideal, um otimizador de classe de material de corte, várias fontes de informações constantemente atualizadas, compras online, aplicativos avançados para telefones celulares e muitas outras novas funções dão um salto inovador a um nível totalmente diferenciado de um portfólio de produtos de ferramentas.
A lógica do desenvolvimento industrial exige do fabricante de ferramentas novas ferramentas de alto desempenho com um integrante informacional desenvolvido. Esse todo orgânico e o equilíbrio entre o material e os mundos virtuais serão reconhecidos muito em breve na indústria de ferramentas de corte e definirão o QI de uma ferramenta de corte e sua incorporação em sistemas de manufatura avançados.
Torneamento em vez de retificação: torneamento fino de peças de aço endurecido com o uso de uma ferramenta com pastilha com ponta de PCBN.
O fresamento de alto avanço continua sendo um método eficiente para usinagem de desbaste em ambas as superfícies, planas e complexas.
As brocas da ISCAR com cabeças intercambiáveis de três canais garantem um aumento significativo da produtividade e reduzem consideravelmente o tempo de preparação.
aplicativo ISCAR WORLD, um “balcão único” virtual, que agora abrange todos os aplicativos ISCAR online, interfaces e catálogos de produtos em um telefone móvel.
