Cinco eixos e controles inteligentes apoiam a fabricação médica

No início de 2020, a pequena loja M5, com sede em Minnesota, expandiu seus recursos de microusinagem comprando uma máquina-ferramenta Kern Micro Vario de cinco eixos. Logo depois, comprou outro.

Essas compras aumentaram os limites de precisão e tolerância da M5 e levaram a M5 a se tornar um fornecedor essencial para muitas empresas de equipamentos médicos essenciais. Agora, a loja para quatro pessoas cria de tudo, desde moldes de microfluidos para vacinas até componentes de ferramentas de cirurgia cerebral a micromoldes de peças de protótipo de marcapasso. “Duas das melhores decisões de investimento que já tomamos”, declara o proprietário Jon Baklund.

Ferramentas de micromaquinação

As peças do marcapasso exigiam oito furos de 0,005" e os requisitos de esterilidade significavam que as peças não podiam ser tocadas por mãos humanas. Baklund enfatizou a importância da automação mecânica e da precisão da máquina para atender a esses requisitos.

Atingir essa precisão foi especialmente difícil, pois a expansão térmica pode causar problemas de usinagem nesses microníveis - mas a máquina-ferramenta Kern ignorou essas preocupações devido a uma configuração que bombeia água fria por toda a estrutura para torná-la mais estável à temperatura do que seu ambiente externo. “Isso geralmente resulta em uma enorme economia de custos para os fabricantes, que não precisam mais adquirir unidades CA gigantes e muito mais para estabilizar seus quartos”, diz o presidente da Kern, Toni Mangold.

O fabricante e designer de ferramentas líder da M5, Alex Madsen, observa outras melhorias no processo:“Estou regularmente usando fresas de topo de 0,003" de diâmetro em aços endurecidos com essas máquinas, geralmente resultando em acabamentos de superfície como espelhos. Além disso, o quinto eixo ajuda na vida útil da ferramenta. Ser capaz de usinar cinco lados de uma peça ao mesmo tempo elimina a necessidade de fixar a segunda fixação.”

Controles dinâmicos e acessíveis

Apesar de não ter experiência anterior com usinagem de cinco eixos ou com o controle Heidenhain 640 TNC da Micro Vario, Madsen estava concluindo os trabalhos em uma semana e meia desde que a M5 recebeu seu primeiro Micro Vario.

“A primeira coisa que notei sobre o controle Heidenhain foi que ele usa uma linguagem mais verbal para mudanças de ferramentas e coisas assim”, diz Madsen. “Mesmo que eu esteja digitando manualmente algum código G, a tela de programação fornece uma descrição do que é e o que devo procurar. A tabela de ferramentas é boa e os ciclos de apalpação também são fáceis de seguir.”

Os controles também apresentam um gerenciador de desktop remoto, permitindo que os funcionários da M5 trabalhem remotamente e configurem trabalhos à noite. Entre essa capacidade e a tendência de Madsen de trabalhar em cinco ou seis tipos diferentes de peças todos os dias em duas máquinas funcionando simultaneamente, a oficina exige um trabalho de simulação preciso. Com recursos como o Dynamic Collision Monitoring opcional, que ajuda a evitar travamentos do eixo, Madsen diz que o controle oferece:“Basicamente faço uma renderização completa da minha parte no controle, e houve momentos em que ele mostra meio milésimo off que estava no código G. Então, nessas peças realmente pequenas onde preciso de acabamentos de superfície super finos, posso provar isso no controle e confiar no que vejo.”