Economia nos custos de usinagem de titânio com soluções helicoidais

Quando a equipe de fabricação da Geospace Technologies estava procurando por melhor vida útil da ferramenta e melhor desempenho em um trabalho de fresamento CNC de titânio, eles recorreram à Harvey Performance Company e ao engenheiro de aplicação local Mike Kanigowski para discar algumas fresas de topo de soluções helicoidais. Com a ajuda de Mike, a Geospace Technologies, liderada pelo Lead Mill Programmer Tranquilino Sosa, alcançou um enorme sucesso e uma extensa economia de custos de usinagem de titânio, o que os levou a mudar completamente seu repertório de ferramentas para as fresas de topo de alto desempenho da Helical em sua oficina.

Lutando com a vida útil da ferramenta

Antes de mudar para helicoidal, a Geospace Technologies estava enfrentando problemas com a vida útil da ferramenta em um trabalho que exigia caminhos de ferramenta de desbaste e acabamento em uma peça de titânio (Ti-6AL-4V). Para seu passe de desbaste, a Geospace estava usando uma fresa de topo de 4 canais, 3/8” de diâmetro de um concorrente com um ângulo de hélice de 30° e revestimento TiALN. Em percursos de desbaste tradicionais, esta ferramenta estava funcionando a 1.750 RPM com uma taxa de avanço de 10 IPM. A ferramenta levaria quatro passos para baixo, três com uma profundidade axial de corte de 0,200” e um passe final de 0,100” para uma profundidade total de 0,700”.

Ao terminar, a equipe usou uma versão de 1/2” da mesma ferramenta concorrente, funcionando a 900 RPM com uma taxa de alimentação de 8 IPM. Isso levaria duas passagens, uma a 0,400” de profundidade e a última até o fundo da peça a 0,700”.

Com essa estratégia e ferramental, a equipe estava criando peças de alta qualidade em um tempo de ciclo de 15 minutos e 22 segundos por peça, mas a ferramenta de desbaste durava em média 60 peças e a ferramenta de acabamento cerca de 120 peças. Isso estava fazendo com que os custos das ferramentas fossem mais altos do que eles gostariam e custando à equipe um tempo precioso com trocas frequentes de ferramentas.

Sosa tinha visto um pouco do sucesso que outras oficinas estavam tendo com a fresagem de titânio usando fresas de topo da Helical Solutions, então eles procuraram Kanigowski para ver como a Helical poderia ajudá-los a reduzir seu custo por peça enquanto alcançavam um acabamento ainda melhor.

Discagem na seleção de ferramentas

Quando Mike entrou em contato com a equipe da Geospace, ele sabia que havia alguns benefícios imediatos em mudar os caminhos da ferramenta usados ​​neste trabalho. Usando o software ESPRIT, a equipe conseguiu discar um novo programa usando caminhos de ferramenta de fresamento de alta eficiência (HEM) por meio da tecnologia “Profit Milling” do ESPRIT.

Com os caminhos de ferramentas HEM instalados, a Geospace precisaria de novas ferramentas de alto desempenho para aproveitar ao máximo os ajustes de programação. Após muitos testes e avaliação de várias opções da extensa linha de fresas de topo para Titânio da Helical, a Geospace optou por duas ferramentas sólidas.

A Helical oferece muitas opções diferentes para fresamento de titânio em percursos HEM. Durante os testes, a equipe da Geospace decidiu pela Helical EDP 59424, uma fresa de topo com raio de canto de 3/8” de diâmetro, 7 canais. Esta ferramenta apresenta geometria de passo variável e quebra-cavacos de deslocamento para escoamento de cavacos ideal, harmônicos reduzidos e pressão da ferramenta minimizada, bem como o revestimento Aplus da Helical para resistência a altas temperaturas, desgaste reduzido e vida útil da ferramenta aprimorada.

Ao olhar para o percurso de acabamento, a Geospace decidiu pela Helical EDP 82566, uma fresa de topo quadrada de 3/8”, 6 canais da conhecida linha de produtos HEV-6 da Helical. Esta ferramenta apresentava um design de passo variável para ajudar a mitigar a vibração e deixar um acabamento superior. Enquanto a Helical também oferece várias ferramentas para acabamento de percursos em Titânio, durante os testes esta ferramenta forneceu à Geospace o melhor acabamento para a geometria de sua peça específica.

Experimentando a “Diferença Helicoidal”

Com as novas ferramentas instaladas, a equipe de Sosa entrou em contato com a Helical para obter ajuda para discar velocidades e feeds. A equipe de tecnologia da Helical conseguiu configurá-los no Machining Advisor Pro, uma calculadora avançada de velocidades e feeds desenvolvida pelos especialistas por trás das ferramentas da Helical Solutions. Com esse aplicativo de “trabalhador milagroso” em seu arsenal, a equipe conseguiu facilmente discar suas novas ferramentas para seu tipo de material específico, profundidade de corte e configuração da máquina.

A equipe viu resultados positivos imediatos e economia de custos neste trabalho. Eles foram capazes de aumentar seus percursos de desbaste para 4.500 RPM e 157 IPM. O caminho de acabamento permaneceu praticamente o mesmo, mas resultou em uma parte final muito melhor. No total, o tempo de ciclo caiu de 15 minutos e 22 segundos por peça para 12 minutos e 17 segundos por peça, o que foi ótimo, mas a melhoria na vida útil da ferramenta foi onde Sosa ficou mais impressionado.

Com a nova fresa de topo helicoidal na oficina, a Geospace foi capaz de executar ambas as ferramentas para 580 peças com desgaste mínimo na ferramenta. Esta foi uma melhoria de quase 1000% na vida útil da ferramenta para seus passes de desbaste e uma melhoria de 483% na vida útil da ferramenta para a operação de acabamento. No total, uma ferramenta de desbaste foi capaz de durar mais de 42 horas no corte antes de precisar ser substituído.

A eliminação da necessidade de troca de ferramenta a cada 60 peças também foi uma economia de tempo significativa. As constantes trocas de ferramentas estavam causando sérios tempos de inatividade da máquina, que foram eliminados com a vida útil mais longa das fresas de topo helicoidais. O que parece ser um pequeno inconveniente realmente somará dezenas de horas em tempo economizado ao longo de alguns meses para a equipe de Sosa.

A Geospace ficou entusiasmada com os resultados que viram neste trabalho de titânio, pois nunca haviam experimentado uma longa vida útil da ferramenta em titânio com qualquer outra marca concorrente. Sosa e sua equipe estão empolgados em continuar usando o produto Helical Solutions em todos os seus outros trabalhos daqui para frente e continuar trabalhando com Kanigowski e a equipe de tecnologia Helical na seleção de ferramentas, velocidades e feeds em projetos futuros.

Veja abaixo uma análise direta do desempenho das fresas de topo helicoidais em termos de custos totais e produtividade obtida em relação ao concorrente. Esses números são medidos por 1.000 peças, levando em consideração custos de ferramentas, tempo de troca de ferramentas, custos de mão de obra, parâmetros de execução e tempos de ciclo.

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