As fresas de topo de cerâmica ajudam a otimizar a usinagem de componentes aeroespaciais

À medida que os componentes feitos de ligas à base de níquel se tornam cada vez mais predominantes na indústria aeroespacial, a procura por ferramentas de corte otimizadas continua a crescer. Mas, apesar das suas vantagens, os materiais à base de níquel apresentam fraca maquinabilidade devido à sua baixa condutividade térmica, potencial de adesão às ferramentas de corte e à presença de partículas abrasivas dentro da estrutura da liga. Devido a esses problemas, a produtividade com ferramentas de metal duro tende a ser baixa. Além disso, a complexidade das peças significa que alguns componentes exigem maior alcance. Aqui, Henri Sevonen – Gerente Sênior do Segmento Industrial – Aeroespacial da Sandvik Coromant, especialista em corte de metal, explica como a nova tecnologia de fresas de topo de cerâmica surgiu para ajudar a atender a esses requisitos, com o potencial de otimizar a usinagem de peças de motores aeronáuticos e fornecer competitividade significativa ganhos.

A maioria das peças aeroespaciais é fabricada a partir de superligas resistentes ao calor (HRSAs) e ligas à base de níquel, o que impõe um conjunto específico de demandas aos engenheiros de produção que buscam fabricar componentes como carretéis, discos de turbina, carcaças de combustão e blisks. Embora muitos fabricantes utilizem 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.

Em uma arena global altamente competitiva, as oficinas mecânicas aeroespaciais procuram tecnologias de próximo nível que sejam capazes de proporcionar uma mudança radical em fatores como produtividade e/ou vida útil da ferramenta. As fresas de topo de cerâmica podem proporcionar esse salto, oferecendo até 20 a 30 vezes mais velocidade de usinagem, em comparação com ferramentas inteiriças de metal duro para operações como fresamento de cantos a 90 graus e faceamento. Esses ganhos impressionantes podem ser alcançados em grande parte porque as fresas cerâmicas retêm sua dureza nas altas temperaturas que surgem durante a usinagem de ligas à base de níquel.

A fresa de topo com cabeça intercambiável CoroMill® 316 de cerâmica soldada para operações de desbaste é uma solução produtiva para aplicações de motores aeroespaciais em materiais ISO S. Em primeiro lugar, o conceito de cabeçote intercambiável facilita a flexibilidade inerente do processo. Também está disponível uma versão de seis canais com raio de canto reto que proporciona operações de fresamento lateral altamente produtivas, e uma versão de quatro canais projetada para impulsionar o faceamento graças à sua geometria de face de alto avanço.

O substrato cerâmico das fresas de topo permite um processo de corte diferente em comparação com ferramentas tradicionais de metal duro. É importante ressaltar que a classe exclusiva S1KU SiAlON foi projetada especificamente para usinagem superior de ligas de níquel e é suportada por geometria negativa que proporciona uma aresta de corte tenaz. Este último também possui um T-land para operações estáveis.

SiAlON carrega uma composição química de óxido de alumínio e nitreto de silício (Al203+Si3N4), combinação que promove alta resistência ao desgaste, mesmo em temperaturas elevadas.

Usinagem estável

Uma configuração estável é recomendada em todos os casos e sempre sem aplicação de refrigeração; as oficinas mecânicas deveriam usar ar pressurizado, pois o refrigerante simplesmente queimaria nas altas temperaturas envolvidas. Além disso, o uso de refrigeração promove choques térmicos e afeta negativamente a vida útil da ferramenta. É importante ressaltar que são necessárias altas velocidades do fuso, de pelo menos 13.000 rpm. Outras recomendações incluem o uso de fresamento descendente, bem como um percurso de ferramenta programado que mantém a ferramenta em contato constante com o material.

Está claro que as ligas à base de níquel desempenharão um papel vital no futuro da fabricação aeroespacial. No entanto, existem muitos desafios enfrentados pelos encarregados da produção de componentes de motores aeroespaciais. Somente através de inovações contínuas em ferramentas, como a tecnologia de fresas de topo de cerâmica, é que as oficinas mecânicas aeroespaciais serão capazes de otimizar o processo de usinagem.

A CoroMill® 316 faz parte da linha otimizada de ferramentas redondas inteiriças da Sandvik Coromant. Visite o site para obter mais informações. Ou visite o recurso de conhecimento sobre aplicações de motores aeronáuticos da Sandvik Coromant, aeroknowledge.com.