Como alcançar economia no fresamento cinco eixos

Bruno Watanabe (*)

A usinagem em cinco eixos está-se transformando em tecnologia dominante na indústria mundial, embora em mercados como a América Latina ainda seja vista como tecnologia "especial" e não um recurso necessário.

Há muitas razões inclusive para as ferramentarias adotarem a usinagem cinco eixos, até porque existem algumas funções interessantes em softwares que ajudam a fazer uma programação cinco eixos tornar-se econômica. O objetivo deste artigo é explorar alguns recursos estratégicos e econômicos relacionados a fresamento cinco eixos.

Técnicas de usinagem cinco eixos têm sido muito utilizadas em áreas como geração de energia e aeroespacial. Em parte pela complexidade das geometrias encontradas em turbinas e peças críticas para aviões. As peças produzidas com usinagem cinco eixos reduzem o número de etapas na fabricação, além de evitar possíveis "montagens" para se obter o produto final. No setor aeroespacial, os componentes que requerem usinagem cinco eixos freqüentemente têm menor peso, critério levado em consideração para um bom desempenho. Em relação ao custo de usinagem atual, a usinagem cinco eixos reduz o tempo de fabricação e consequentemente o custo final do produto.

Por outro lado, o mundo das ferramentarias não teve o mesmo incentivo da indústria aeroespacial para investir em tecnologia cinco eixos. Nas ferramentarias, os moldes talvez não tenham as mesmas complexidades que um motor de avião, o peso não chega a ser um fator critico, nem a quantidade de peças para a produção compensa os ganhos de produtividade, como é o caso da produção seriada para a indústria aeroespacial. Contudo, há muitas outras razões para as ferramentarias adotarem a tecnologia cinco eixos.

Tradicionalmente, a usinagem cinco eixos oferece um ou mais dos benefícios seguintes: Reduz etapas na usinagem e aumenta a qualidade da superfície; Consegue usinar geometrias complexas; Permite o uso de ferramentas curtas ou cônicas que podem ser inclinadas longe das superfícies íngremes. Um beneficio para se trabalhar com essas ferramentas é a capacidade de usinar raios pequenos próximos a paredes íngremes que dificilmente conseguiríamos em uma usinagem três eixos, e que talvez se fizesse necessário um processo complementar como uma erosão. Agora esta tarefa pode ser feita em uma única máquina, em um único processo, usando tecnologia cinco eixos.

Situações como estas começam a traçar uma imagem de que o fresamento cinco eixos pode ser econômico em muitas aplicações. O mercado competitivo de hoje requer ciclos mais curtos e enfatiza menores falhas do projeto ao produto. Cada fornecedor deve atender ao mercado fornecendo peças padrões e complexas.

Não é preciso ser grande conhecedor da tecnologia cinco eixos. Os componentes que formam o sistema cinco eixos são um centro de usinagem, um controlador CNC (fornecido junto a máquina), ferramentas de corte e suportes e um software CAM (incluindo pós-processador e simulador). Hoje quase todos os fabricantes de máquinas têm um equipamento CNC que atende estas tecnologias e possui um grande conhecimento sobre elas.

A maioria da usinagens cinco eixos parece "mágica", mas tudo é gerenciado pelo controlador CNC e um software CAM. As máquinas devem ser escolhidas por tamanhos, velocidades e capacidades. A qualidade está aumentando com a implementação do CAD no processo de criação do modelo 3D. Entretanto, existem algumas funções interessantes nos softwares que ajudam a obter economia no fresamento cinco eixos.

Quase todos controladores têm uma função chamada tool center point management. Dependendo do fabricante do controlador, esta função recebe o nome de RTCP, TCPC, TRAORI ou TCPM. O ponto chave desta função é o gerenciamento do ponto central da ferramenta que permite que o controlador CNC aceite posicionamentos e ajuste ao arquivo NC exatamente no posicionamento desejado, quando usado no modo cinco eixos. Isto permite que o operador não necessite alinhar a peça de trabalho exatamente no eixo de rotação da mesa. A peça pode ser fixada em qualquer parte e o controlador ajustará o posicionamento durante o processamento do arquivo NC.

O software é fundamental para economia no controle do sistema CNC. A tecnologia CAM usada para gerar o código NC pode ter grande impacto na performance e economia em um fresamento cinco eixos. Em uma busca de software CAM na internet ou informativos ou em demonstrações comerciais, observamos que todo o mercado CAM atualmente oferece tecnologia cinco eixos.

Então, como escolher o seu software CAM? Um fator pode ser o preço e isso consiste em uma escolha buscando a execução econômica da tecnologia cinco eixos. Entretanto, o preço do pacote é simplesmente um preço inicial e não o verdadeiro preço de implantação. Estudos têm mostrado que a licença está entre 25 e 30% do valor da implantação, com os restantes atribuídos principalmente com treinamento e curva de aprendizado (utilização ineficiente até que o usuário esteja apto a utilizar os recursos com alta produtividade).

Basicamente, a avaliação de um software às vezes é muito diferente. Por exemplo, algumas empresas têm quatro ou mais semanas de treinamentos e podem necessitar de uma consultoria adicional. Em geral os formatos desses treinamentos não são uns guias de implantação para o usuário em sua aplicação particular e sim um curso "genérico". Em sistemas mais simples pode ser rápido o aprendizado, mas o usuário deve esforçar-se para obter bons resultados no sistema.

O maior impacto na economia em uma implantação da tecnologia cinco eixos são os diferenciais técnicos. Embora quase todo software ofereça tecnologia cinco eixos, temos muitas diferenças a serem observadas.

Muitos clientes fazem avaliação de meses para validar o software CAM. Então, a resposta não será encontrada nos próximos parágrafos. Cada companhia tem diferentes critérios que pesarão na escolha do software. Mas, nós listamos algumas questões chaves que podem ajudar na escolha de uma solução econômica em fresamento cinco eixos.

1 - Há ciclos de usinagem e estratégias suficientes?

2 - É possível o usuário planejar a usinagem de acordo com sua experiência e suas preferências, ou será limitado às estratégias e configurações ditadas pelo software?

3 - É possível o conhecimento adquirido ser armazenado e reutilizado no futuro em uma peça similar pelo mesmo usuário ou por outro programador?

4 - É possível armazenar informações como parâmetros de corte vinculado a um material e/ou uma máquina?

5 - Informações adicionais como material remanescente ou retrabalhos podem ser armazenados buscando o melhor desempenho em ciclos cinco eixos?

6 - O software fornece a detecção de colisão analítica e gráfica? O usuário de maneira eficaz pode modificar os parâmetros de programação baseado em observações gráficas?

7 - O controle da orientação de superfícies é limitado ou pode ser facilmente ajustado para uma aplicação complexa, de preferência com mínima interação do usuário?

8 - Na verificação de colisão está disponível uma detecção adicional para eliminar interações de programação?

9 - A verificação de colisão pode inclinar a ferramenta a um giro excessivo ao eixo de rotação?

10 - Pode o controlador procurar regiões de uma usinagem 3+2 com soluções mais estáveis quando possíveis?

11 - O pós-processamento suporta funções avançadas?

12 - O usuário pode utilizar funções em planos inclinados ou conectar-se a multieixos em diferentes posicionamentos sem a necessidade de constantemente ir para o plano de segurança? Lembrando que esta função pode diminuir consideravelmente o tempo de usinagem em máquina, evitando o tempo de deslocamento entre furos inclinados.

Este artigo apresentou algumas informações e questões a serem perguntadas antes de uma compra de um software com tecnologia cinco eixos para se conseguir ao final do processo uma economia considerável. Tecnologia em fresamento cinco eixos vem sendo aplicada por muitos anos no campo aeroespacial, as ferramentarias estão caminhando e agora devem abraçar este futuro.

(*) Bruno Watanabe é consultor Técnico da Grapho Design Software

Fonte Usinagem Brasil

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