10 passos fundamentais no fabrico de ferramentas de fresagem para a maquinagem CNC moderna

10 Etapas Essenciais na Produção de Ferramentas de Fresagem para Maquinação CNC Avançada

O fabrico de ferramentas de fresagem é um processo que está a evoluir rapidamente. Com a evolução contínua das tecnologias de fabrico, o fabrico de ferramentas de fresagem é agora mais especializado do que nunca. Tem um impacto direto na precisão da maquinação, na vida útil da ferramenta e na produtividade global.

Por conseguinte, quer esteja a fabricar peças para a indústria aeroespacial ou a produzir uma peça industrial simples que pode ser utilizada diariamente na maioria das empresas, a qualidade da sua ferramenta de fresagem CNC terá um impacto crítico na obtenção de resultados de qualidade e consistentes.

Os fabricantes de hoje dependem fortemente dos últimos avanços das soluções de ferramentas de fresagem para alcançar tolerâncias mais apertadas, menos tempo de inatividade e maior eficiência global do que nunca.

Neste guia, iremos percorrer cada uma das 10 etapas principais do fabrico de ferramentas de fresagem como forma de demonstrar como as ferramentas de fresagem definem o que será realizado utilizando a fresagem CNC.

1. Compreensão dos requisitos da aplicação

Para criar uma ferramenta de fresagem eficaz, um engenheiro de fabrico deve primeiro compreender para que é que a ferramenta será utilizada. Os engenheiros precisam de saber coisas como a velocidade do fuso, a dureza do material (HRC), as forças axiais e as condições térmicas. Isto é muito importante porque as ferramentas de fresagem para alumínio são muito diferentes das utilizadas em aços endurecidos e titânio. Uma análise de todo o ambiente do processo permite que os fabricantes de ferramentas criem ferramentas de fresagem CNC que proporcionem os melhores resultados possíveis.

2. Escolher o material correto para a ferramenta

O desempenho das ferramentas de fresagem depende muito do substrato escolhido para essa ferramenta. Cada substrato tem caraterísticas diferentes.

• HSS: Económico, Versátil para uso geral

• Carboneto: Grande dureza - Grande resistência ao calor.

• Cerâmica: Excelente resistência em condições de alta temperatura.

• PCD: Melhor substrato para aplicações em materiais não ferrosos

Ao escolher um substrato para uma ferramenta de fresagem durante o processo de fabrico, é importante escolher o substrato adequado para que a ferramenta tenha um desempenho ótimo em termos de resistência ao desgaste, precisão e longevidade. Os carbonetos são os substratos mais utilizados nas máquinas CNC modernas, porque conseguem um equilíbrio entre tenacidade e dureza.

3. Processamento de pós e sinterização (para ferramentas de metal duro)

A produção de ferramentas de carboneto inclui a adição de pequenos pedaços de carboneto de tungsténio (TC) juntamente com um material aglutinante (ligação), como o cobalto. A mistura torna-se um pó e pode então ser pressionada num molde e tratada termicamente através do processo de sinterização. É durante este processo que o TC é fundido, criando um material muito denso e extremamente duro - ideal para operações de fresagem CNC. Por conseguinte, qualquer erro na precisão deste processo terá um efeito direto na resistência física final da ferramenta de metal duro.

4. Moldagem e conformação de precisão

Depois de preparar o molde da ferramenta, a conformação propriamente dita começa com a utilização de máquinasde retificação CNC , sistemas de maquinagem a laser e outros processos avançados de fabrico de EDM para criar a forma geométrica básica do molde da ferramenta, juntamente com os perfis dos canais, ângulos de inclinação, ângulos de hélice e dimensões. É muito importante que a ferramenta em bruto seja formada com uma precisão absoluta, uma vez que qualquer ligeiro desvio das especificações pode resultar numa má evacuação das aparas, dissipação de calor ou qualidade da superfície.

Os sistemas de retificação multieixos (MAG) utilizados no fabrico de soluções avançadas de ferramentas de fresagem proporcionam uma precisão submicrónica com elevados níveis de repetibilidade durante a fase de produção em massa do fabrico.

5. Preparação de arestas e afiação

As arestas afiadas são úteis quando se corta durante segundos ou minutos, mas em condições de corte de alta tensão, a vida útil de uma ferramenta pode ser aumentada consideravelmente com uma aresta microafiada. A preparação da aresta envolve o arredondamento ou o alisamento das arestas de corte para diminuir o número de micro-fracturas, para além de tornar as arestas estáveis. Os métodos mais comuns para efetuar esta etapa são a escovagem, o acabamento por arrastamento e o jato micro-abrasivo. Esta etapa é muito importante para as ferramentas utilizadas na fresagem CNC de alta velocidade, devido ao aumento das forças e temperaturas associadas a estas aplicações.

6. Aplicação de revestimento

Os actuais fabricantes de CNC utilizam extensivamente ferramentas revestidas. As aplicações de revestimento ajudam a proteger as ferramentas contra o desgaste, aumentam a sua resistência ao calor e diminuem o seu atrito. Alguns dos revestimentos mais comuns aplicados são:

• TiN (nitreto de titânio)

• TiAlN (nitreto de titânio e alumínio)

• AlTiN (Nitreto de alumínio e titânio)

• DLC (Carbono semelhante ao diamante)

O revestimento correto pode prolongar a vida útil das ferramentas para aplicações de elevada exigência em 200-500% e é um fator crítico a considerar em aplicações selecionadas.

7. Inspeção e testes de qualidade

Todas as ferramentas são cuidadosamente examinadas para garantia de qualidade ao nível das normas da indústria e, para este processo, todos os Dispositivos de Medição a Laser, microscópios de alta resolução e máquinas de medição por coordenadas medem os seguintes parâmetros na inspeção de ferramentas até passarem todos os testes de garantia de qualidade.

• Tolerâncias dimensionais

• Desvios

• Acabamento da superfície

• Espessura do revestimento

• Equilíbrio da ferramenta

À medida que o fabrico baseado em CNC aumenta em complexidade, também aumenta a exigência de garantia de qualidade como um fator importante para a implementação bem sucedida de soluções de ferramentas de fresagem. Muitas vezes, os fabricantes efectuam testes de desempenho de amostras de ferramentas para determinar o desempenho de corte e a longevidade que as suas ferramentas são capazes de proporcionar.

8. Equilíbrio e polimento

A fresagem CNC de alta velocidade requer um equilíbrio correto da ferramenta. Se uma ferramenta não estiver equilibrada, pode causar vibração, desgaste excessivo da ferramenta, má qualidade de acabamento e falha do fuso. Ao polir a flauta (aresta de corte) da ferramenta, cria-se um fluxo uniforme de aparas durante as operações de corte, o que gera menos calor durante o corte e melhora a eficiência geral das ferramentas utilizadas nestas aplicações, especialmente em indústrias que utilizam maquinagem de alta precisão (como a aeroespacial, maquinagem de moldes/matrizes, produção de componentes automóveis, etc.)

9. Personalização e desenvolvimento de geometrias especiais

Algumas aplicações requerem ferramentas de fresagem únicas ou personalizadas devido a materiais e geometrias especiais. A personalização pode significar a conceção de ferramentas com designs de hélice variável, canais múltiplos, ou variações de raio de canto, e até mesmo através de sistemas de refrigeração. Este processo dá aos fabricantes a capacidade de desenvolver ferramentas especificamente para uma determinada aplicação que permitirá melhores tempos de ciclo e maior precisão.

10. Embalagem e rastreabilidade

Depois de a ferramenta ter sido fabricada, o último passo é embalar e rotular corretamente a ferramenta. Cada ferramenta tem um número de lote, especificação de material, tipo de revestimento e número de encomenda do cliente. Com a capacidade de rastrear a ferramenta durante toda a sua vida útil, é crucial nas indústrias de defesa e de dispositivos médicos, onde a qualidade é muito importante.

Considerações finais

Devido à natureza complexa da conceção das modernas fresadoras CNC, os fabricantes enfrentam grandes desafios na produção de produtos de alta qualidade. À medida que a tecnologia continua a evoluir, o fornecimento de soluções de ferramentas de fresagem CNC potentes, eficientes e precisas continuará a ser um desafio constante para muitos fabricantes. Oferecemos fresadoras CNC de última geração, concebidas especificamente para processos de produção contemporâneos, capazes de satisfazer as exigentes aplicações de maquinagem actuais.

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