Mais do que rápido: fresas para índices elevados de extração de metal

Uma ferramenta típica para alto avanço caracteriza-se por dispor de um ângulo reduzido de ataque no corte, normalmente entre 9 e 17º.

Esta conceção permite três resultados importantes:

• O primeiro é a possibilidade de aumentar consideravelmente o avanço por dente, graças ao efeito da produção de aparas de menor espessura e de maior comprimento. Por exemplo, numa aplicação de faceamento em aço de baixa liga, o valor médio do avanço seria de 0,2 mm/dente, mas no caso da fresagem do mesmo material com alto avanço, um valor normal seria de 2 mm/dente.
• O segundo é uma menor profundidade de corte, a qual permite a geometria selecionada; a fresagem com pouca profundidade reduz o esforço de corte e o consumo de energia.
• E, em terceiro lugar, a componente radial da força de corte é minimizada, ao mesmo tempo que a axial é aumentada, atuando na direção do eixo (Z) do fuso da máquina, isto é, na direção da máxima rigidez da máquina-ferramenta. Isto aumenta a estabilidade da maquinação, reduzindo a flexão e as vibrações.

Um maior avanço por dente significa um elevado avanço de trabalho, pelo que é necessário que a máquina disponha de um sistema adequado que faça a gestão atempada dos cursos. No exemplo referido anteriormente sobre o faceamento em aço de baixa liga, o avanço pode ter o resultado de 7000 a 9000 mm/min, um valor muitíssimo mais elevado do que os obtidos na fresagem convencional.

Depois de identificarem as necessidades do mercado, os fabricantes de máquinas-ferramentas desenvolveram uma gama de máquinas específicas para fresagem com alto avanço. Estas máquinas de relativamente baixa potência têm três parâmetros “altos”: um binário alto, elevada impulsão do fuso e gama controlada de avanços altos. As máquinas dispõem de hardware avançado e software por controlo numérico (CNC) que soluciona as trajetórias com a antecedência suficiente. A fresagem com alto avanço mudou completamente o conceito de fresagem de desbaste. Ao invés de extrair um volume significativo de material, com grandes profundidades e larguras de corte utilizando máquinas com um elevado consumo de energia, o alto avanço realiza esta operação com pouca profundidade de corte, em máquinas com menor consumo de energia e equipadas com ferramentas de corte que trabalham muito rapidamente.

O sistema de fresagem com alto avanço passou por algumas alterações interessantes. Originalmente, foi considerado como uma forma eficaz de maquinar as cavidades e alojamentos típicos na indústria de moldes e matrizes, mas rapidamente demonstrou que também era muito vantajoso até para operações clássicas de faceamento ou interpolação helicoidal. A gama de diâmetros das fresas para alto avanço aumentou, bem como os grupos de materiais adequados para este tipo de fresagem. A fresagem com alto avanço foi rapidamente introduzida numa diversidade de setores industriais. Começou então a ser algo mais do que uma técnica ou estratégia eficaz para o fabrico de moldes e matrizes, abrangendo todas as áreas relacionadas com a maquinação de metais, e a ser reconhecida com um método de produção eficaz. Os componentes de aço e fundição são os principais destinatários da fresagem com alto avanço, mas em aço inoxidável, titânio e mesmo nas superligas a altas temperaturas também se obtêm bons resultados. Isto levou a que os fabricantes de ferramentas concebessem tipos diferentes de fresas para alto avanço: integrais ou com pastilhas intercambiáveis, com cabo ou fixação mecânica, com estrutura de corpo modular ou integral e com geometrias de corte que variam de acordo com o grupo do material a maquinar. Desta forma, criaram-se famílias específicas de alto avanço.

Na linha de fresas para alto avanço, a Iscar é um exemplo da diversidade de aplicações, já que se trata de uma empresa pioneira nesta técnica, com dezenas de famílias e uma vasta gama de opções. Nos finais dos anos 90, a empresa lançou uma família com pastilhas de uma face para alto avanço e continuou a expandir esta linha com designs que proporcionavam valor acrescentado aos seus utilizadores. Em alguns casos, as fresas continham pastilhas de dupla face economicamente muito vantajosas. Noutros casos, a geometria de corte melhorava consideravelmente o avanço no sentido de contraposição, para obter um maior desempenho nas fresagens por interpolação helicoidal. Também para o caso das aplicações que exigiam ferramentas com um tamanho menor, a empresa desenvolveu uma família de fresas de metal duro integral com cabeças intercambiáveis, denominada “Multimaster”. A utilização eficiente de fresas de alto avanço em operações de faceamento gerou novas procuras e a empresa não só lançou as famílias de ferramentas correspondentes, como também apresentou uma nova solução: as pastilhas específicas inseridas em programas consolidados Iscar. Estas pastilhas foram concebidas para serem instaladas nas fresas padrão que os utilizadores já possuem, convertendo-as, sem qualquer investimento, em fresas de alto avanço. Esta solução foi muito bem recebida, especialmente entre os fabricantes de tamanhos pequeno e médio, dado que lhes permitiu uma utilização mais eficiente das fresas adquiridas anteriormente, acedendo à fresagem de alto avanço com praticamente todas as fresas do seu stock.

Na sua última campanha “Logiq”, a Iscar lançou quatro novas famílias de fresas de alto avanço e atualizou várias linhas já existentes. Qual é a motivação para estes progressos? Lembremo-nos que a Iscar é conhecida pelo seu compromisso com as inovações promovidas pelo departamento de I+D e pelas necessidades ininterruptas dos maquinadores.

A primeira característica a destacar das novas famílias é uma redução substancial do tamanho das fresas intercambiáveis, com o objetivo de aceder ao desbaste em diâmetros pequenos. Por exemplo, a gama de diâmetros das fresas Nan3feed FFT3-02 é de 8 a 10 mm, domínio habitual das fresas integrais de metal duro. A empresa defende que o conceito das fresas de fixação mecânica representa uma solução competitiva, sem afinação e económica. Estas fresas (ver a figura 1) são caracterizadas pelo sistema de fixação original das pastilhas miniatura. As pastilhas não dispõem do típico orifício central que poderia debilitá-las. Uma cabeça de parafuso, que atua como calço, fixa a pastilha, permitindo uma substituição rápida e simples, sem extrair o pequeno parafuso. Devido ao tamanho mínimo da pastilha, para a instalar no respetivo alojamento é utilizada uma chave magnética. Este design garante uma configuração de vários dentes muito rentável: 2 e 3 dentes para 8 e 10 mm de diâmetro, respetivamente, e com os 3 fios de corte intercambiáveis de cada pastilha. Com este produto, acede-se ao segmento da fresagem até agora dominado pelas fresas de metal duro integral.

A variedade de opções das fresas para alto avanço coloca inevitavelmente uma questão: como escolher a ferramenta adequada? A Iscar permite o acesso gratuito ao software ITA para seleção de ferramentas e condições de corte e a empresa também desenvolveu um guia rápido de seleção, uma bússola para que os utilizadores encontrem a solução mais eficaz para a fresagem com alto avanço. E, claro, proporciona o aconselhamento do serviço técnico da Iscar Ibérica e da Iscar Portugal.

A linha de fresas de alto avanço da Iscar é uma prova clara de que ainda estamos longe da meta. As novas famílias de ferramentas proporcionam respostas lógicas para as necessidades reais dos fabricantes. A fresagem com alto avanço, como um método de desbaste produtivo e eficiente, tem muito boas perspetivas e a indústria da maquinação de metais vai precisar de fresas cada vez mais rápidas, para obter elevados índices de extração de metal.