As novas fresas de tôpo de cerâmica maciça Beyond EADE™ da Kennametal estabelecem novos padrões em matéria de velocidade e vida útil na usinagem de ligas de alta temperatura à base de níquel

Novas fresas de tôpo de cerâmica maciça Beyond KYS40 de 6 canais da Kennametal.

 

Talvez um dos pressupostos mais básicos na usinagem seja que o corte de materiais de alta resistência precisa de ferramentas com uma maior resistência. As patenteadas ligas à base de níquel, utilizadas, p.ex., em turbinas a gás e a vapor, estão entre os materiais mais resistentes do mundo, sendo continuamente desenvolvidas por forma a permitir que as centrais elétricas funcionem a temperaturas muito mais elevadas. Para além de fornecer uma maior potência onde quer que seja necessário, elas aumentam a eficiência da central elétrica e reduzem ou eliminam as emissões nocivas. As superligas, tais como Inconel ^®, Waspaloy ^®, Rene ^® e outras, entram em ação nas pás da turbina e nas outras peças que requerem elevada resistência, excelente resistência à deformação a altas temperaturas, estabilidade de fase e resistência à oxidação e corrosão.

 

Contudo, a usinagem de tais materiais pode ser uma experiência não só lenta, como também trabalhosa e dispendiosa. Em geral, as ferramentas de metal duro são utilizadas a velocidades entre os 65 e 200 SFM (20 a 60 m/min) naqueles materiais cuja vida útil é limitada. No entanto, as novas fresas de tôpo de cerâmica maciça da série Beyond KYS40TM da Kennametal apresentam melhorias substanciais em relação à usinagem de ligas de alta resistência à base de níquel e ao desbaste a velocidades de corte até 3300 SFM (1000 m/min) ao mesmo tempo que a vida útil aumenta duas a três vezes em relação às ferramentas de carboneto sólido semelhantes. 

 

Pela primeira vez na industria

As ferramentas de corte em cerâmica, principalmente em óxido de alumínio (Al2 O3), existem desde o início do século 20. As patentes de ferramentas de corte em cerâmica foram emitidas na Alemanha em 1913 e começaram a ser comercializadas nos EUA na década de 1950. Os insertos indexáveis em cerâmica ganharam relevância hoje em dia, pois podem funcionar a altas velocidades em aplicações selecionadas. No entanto, as fresas de tôpo de cerâmica raramente são vistas, porque este tipo de ferramentas eram mais frágeis do que as em metal duro e não apresentavam um bom desempenho. Na realidade, muitos fabricantes de turbinas começaram a produzir internamente as suas próprias fresas de tôpo de em metal duro, devido ao elevado consumo destas ferramentas.

 

A nova série cerâmica SiAlON KYS40 da Kennametal e o seu desenho geral da fresa de tôpo de cerâmica maciça oferecem agora a forma mais eficaz para o desbaste de ligas de alta temperatura à base de níquel. "A velocidade de corte em superligas à base de níquel pode ser até 20 vezes maior em comparação com fresas de tôpo de em metal duro e, devido à excelente resistência ao calor da cerâmica e às arestas de corte mais robustas (inclinação negativa), a vida útil da ferramenta pode durar até, pelo menos, cinco vezes mais", afirma Thilo Mueller, Gerente Global de Produto na Kennametal.

 

Estão disponíveis dois tipos de fresas de tôpo de cerâmica maciça KYS40, uma versão com 6 canais para fresamento em faceamento e perfilamento; e uma versão com quatro canais, com alivio, para fresamento de ranhuras e alojamentos. As duas linhas de produto permitem rampeamentos, interpolações helicoidais, bem como estratégias de usinagem trocoidal.

 

O mecanismo e os sinais de desgaste nas fresas de tôpo de cerâmica maciça são completamente diferentes dos do metal duro, o que permite utilizar as fresas de tôpo de cerâmica durante muito mais tempo do que as ferramentas em metal duro. É também essa a razão porque a nova série de fresas KYS40 seja um tipo de ferramenta descartável para permitir a utilização muito além do tipo normal de desgaste.

 

Usinagem de pás de turbinas

Quase toda a energia elétrica na terra é gerada por algum tipo de turbina, alimentada por combustíveis fósseis, energia hidráulica ou nuclear. Produzir, gerir e manter estes componentes críticos torna-se essencial para manter o fornecimento de energia.

 

Isso coloca muitos fabricantes sob elevada pressão para atualizar continuamente as suas estratégias de usinagem. São muitos os fatores que afetam isso: Será que é necessário um elevado número de pás semelhantes ou pequenos volumes de pás com desenhos diferentes? Será que são necessárias diferentes configurações e centros de usinagem ou máquinas multitarefas de vários eixos? Qual é o sistema CAD/CAM que está a ser utilizado e qual é a opinião dos operadores?

 

E, claro, quais são as melhores opções de ferramentas para as operações de usinagem? Os resultados dos recentes testes que envolvem a nova fresa de tôpo de cerâmica maciça KYS40 são reveladores.

 

Em primeiro lugar, a série cerâmica KYS40 Beyond, tanto na versão com quatro como com seis canais, apresenta um desenho com um núcleo maior melhora a rigidez da ferramenta e reduz a deflexão a altas velocidades de corte. A geometria otimizada da ponta e um ângulo de hélice de 40 graus aumentam a ação de corte, bem como a evacuação de cavacos. 

 

No desbaste do perfil de uma pequena pá de turbina em Inconel 718, usinada sem refrigeração, a fresa de tôpo de de 4 canais EADE foi usada a 645 m/min (2116 SFM) com um avanço de 0,03 mm/z (0.0012 IPT). A profundidade de corte (ap) era de 0,5 mm (0.0197 polegadas) e a largura de corte (ae) de 11,4 mm (0.866 polegadas). Em comparação com uma solução convencional, a fresa de quatro canais EADE durou três vezes mais e fez o desbaste em menos tempo. Esta aplicação permitiu produzir três vezes mais peças por cada fresa.

 

Por sua vez, a fresa de tôpo de cerâmica maciça de seis canais EADE foi testada no perfil de um blisk (disco integrado na pá) em Inconel 718, com evacuação dos cavacos por meio de ar comprimido. Ao contrário das ferramentas convencionais em metal duro, o desbaste muito próximo da forma final, cria cavacos mais próximas do estado em pó do que os cavacos enrolados tradicionais o que requer apenas ar comprimido para serem expelidas da área de corte. As condições do ensaio apresentaram uma velocidade de corte de 679 m/min (2228 SFM), um avanço de 0,03 mm/z (0.0012 IPT) e a profundidade de corte variou até 0,5 mm (0.0197 polegadas).

 

Os resultados apresentaram dois segmentos blisk usinados com uma ferramenta num tempo de usinagem de 12 minutos por segmento, o pessoal que realizou o teste considerou este resultado "sem precedentes".

 

As novas fresas de tôpo de cerâmica maciça EADE também se destacam na nova app iPad de fácil utilização "Kennametal Innovations", grátis para download na iTunes App Store™. A navegação simples do aplicativo facilita a pesquisa por palavras-chave de modo a encontrar soluções de usinagem e grupos de produtos específicos. Algumas características principais:

 

As animações de produtos proporcionam representações visuais claras dos processos, contendo ainda links diretos para informações detalhadas.

 

O mapa de navegação oferece menus suspensos com informações suplementares, inclusive tabelas e gráficos expansíveis e personalizáveis.

 

A navegação controlada pelo usuário possui dados selecionáveis e apresenta comparações rápidas e convenientes de produtos complementares e da concorrência.

 

Os vídeos de demonstração e aplicação proporcionam uma experiência real e valiosa relativamente ao uso efetivo das ferramentas de usinagem. 

 

Kennametal está para oferecer as novas fresas de tôpo de cerâmica KYS40 nas gamas de 3/16 - ½ polegada (4 - 12 mm). A utilização da ferramenta não requer o uso de fixação especial, o uso de pinça comum de alto desempenho, mais potência ou mandris hidráulicos e é totalmente suficiente, embora a bucha deve ser capaz de funcionar em altas velocidades que são necessárias para a usinagem das superligas. Para garantir uma maior vida útil da ferramenta, recomenda-se um equilíbrio final. Mais informações disponíveis em www.kennametal.com.