

Apenas seis países
no mundo todo dominavam até hoje uma tecnologia industrial chamada usinagem com
altas velocidades, ou HSM (High Speed Machining).
Agora são sete.
O Brasil acaba de
entrar nesse seleto grupo, graças ao trabalho da equipe do professor Reginaldo
Teixeira Coelho, da Escola de Engenharia de São Carlos, ligada à USP.
Precisão dimensional
A capacitação
brasileira nesta área do conhecimento é considerada estratégica para a
indústria nacional, uma vez que a usinagem em altas velocidades está impondo
novos padrões de produtividade e qualidade ao setor industrial.
"A HSM não só
economiza tempo de produção como proporciona maior precisão dimensional e
melhor acabamento para as peças usinadas", disse Coelho.
O processo HSM
consiste em submeter o material a cortes, desbastes ou acabamentos em
velocidades de cinco a dez vezes maiores do que as utilizadas em usinagens
convencionais.
A técnica foi
concebida no início do século 20, mas somente no fim da década de 1980 foi
alcançada a tecnologia necessária para que ela fosse colocada em prática.
Máquinas, ferramentas e software
Os desafios para a
execução da usinagem com altas velocidades envolvem o desenvolvimento de três
áreas distintas: máquinas, ferramentas e software.
"Os atuais
programas para usinagem, chamados CNC, são extremamente longos e não é mais
possível escrevê-los manualmente como se fazia no passado", explicou
Coelho, ressaltando que somente cinco empresas no mundo comercializam softwares adequados
para HSM.
"A tecnologia
também depende de ferramentas especiais, fabricadas e revestidas de materiais
mais duros como aqueles baseados em nitreto de titânio-alumínio (TiAl)N ou
nitreto de cromo-alumínio (CrAl)N. Já as máquinas precisam ser especialmente
projetadas para o desempenho em alta velocidade. Partes móveis como os carros
[contendo sobre si a mesa móvel na qual a peça é presa, no caso de uma fresa)]
devem ser extremamente leves ou a inércia impedirá a usinagem em HSM",
disse.
Usinagem sem fluido de corte
O projeto
coordenado pelo professor Reginaldo iniciou-se em fevereiro 2006 e está se
encerrando agora, depois de alcançar avanços importantes em diversas operações
de usinagem, como torneamento, fresamento e rosqueamento.
Especificamente no
rosqueamento, a equipe obteve resultados superiores aos de países como os
Estados Unidos. "Nossos resultados se igualam àqueles obtidos por
laboratórios tradicionais na Alemanha, precursores dessa tecnologia",
comemora Coelho.
Outra vantagem da
usinagem com alta velocidade é a dispensa de um fluido de corte. Nas
fabricações convencionais é necessário utilizar óleo ou uma emulsão de óleo com
água para proteger a peça fabricada e a ferramenta que a corta do calor gerado
pelo atrito e evitar a formação de "cavacos" (lascas de metal).
Com a alta
velocidade, no entanto, o tempo de contato da ferramenta com a peça é tão
pequeno que as partes pouco se aquecem, proporcionando um processo adiabático
(no qual não há troca de calor). Quando muito, é utilizado apenas ar
comprimido. Também nesta área o grupo brasileiro inovou, usando ar gelado em
alguns processos.
Moldes para plásticos
Por confeccionar
peças em muito menos tempo, a HSM representa um considerável ganho de
produtividade, além de proporcionar precisão dimensional e rugosidade
baixíssima, menor que um micrômetro (0,001 mm), o que significa uma superfície
extremamente lisa e adequada para moldes de injeção de plástico.
"O ganho com a
tecnologia de alta velocidade pode ser ainda mais impactante no caso de ela ser
utilizada na fabricação de peças, moldes e ferramentas de conformação para os
setores aeronáutico e de termeletricidade", disse Coelho.
Com a HSM, um molde
da indústria de injeção de plásticos, por exemplo, pode ser fabricado na metade
do tempo gasto pelo processo convencional. Se o material das peças for de corte
fácil, como compósitos à base de resina ou ligas de alumínio, esse tempo cai
para um décimo do período de usinagem comum.
"No Brasil,
uma empresa espera em média seis meses entre a encomenda do molde e o início de
sua utilização. Isso, dentre outros fatores, leva indústrias de grande porte a
encomendar moldes no exterior", disse Coelho.
Tecnologia estratégica
Por esse motivo, o
pesquisador estima que a HSM será cada vez mais estratégica para o Brasil.
Agora sua equipe pretende aprimorar a pesquisa desenvolvendo a chamada usinagem
de alto desempenho.
Esse novo conceito
envolve aqueles de HSM integrados ao desenvolvimento mecânico e eletrônico das
máquinas-ferramentas otimizados por ensaios virtuais, antes mesmo da fabricação,
a fim de corrigir erros de projeto sem a necessidade de construir vários
protótipos.
"Esse novo
campo também inclui a microusinagem, com a confecção de peças ou de seus
detalhes, que sejam menores que 1 milímetro. Componentes de celulares, instrumentos
médicos e odontológicos e microrreatores, por exemplo, dependem de processos de
fabricação nessa escala", disse.
E, quem sabe,
aproximar-se no futuro do torno mais preciso do mundo.
Fonte Inovação Tecnologica

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