Economia Significativa na Usinagem de Titânio Usando Fresas Helical

Quando a equipe de manufatura da Geospace Technologies buscava melhor vida de ferramenta e desempenho aprimorado em um trabalho de fresamento CNC de Titânio, eles recorreram à Harvey Performance Company e ao Engenheiro de Aplicações local Mike Kanigowski para ajustar algumas Fresas de Topo Helical Solutions. Com a ajuda de Mike, a Geospace Technologies, liderada pelo Programador Líder de Fresamento Tranquilino Sosa, alcançou sucesso massivo e extensa economia de custos na usinagem de titânio, o que os levou a mudar completamente seu repertório de ferramentas para as fresas de alto desempenho da Helical em sua oficina.

Lutando com Vida de Ferramenta

Antes de mudar para Helical, a Geospace Technologies estava enfrentando problemas com vida de ferramenta em um trabalho que exigia trajetórias de desbaste e acabamento em uma peça de Titânio (Ti-6AL-4V). Para sua passagem de desbaste, a Geospace usava uma fresa de topo de 4 flautas, 3/8" de diâmetro de um concorrente com ângulo de hélice de 30° e revestimento TiALN. Em trajetórias de desbaste tradicionais, esta ferramenta rodava a 1.750 RPM com avanço de 10 IPM. A ferramenta faria quatro passo-downs, três com profundidade axial de corte de .200", e uma passagem final a .100" para profundidade total de .700".

No acabamento, a equipe usava uma versão de 1/2" da mesma ferramenta do concorrente, rodando a 900 RPM com avanço de 8 IPM. Isso faria duas passadas, uma a .400" de profundidade e a última até o fundo da peça a .700".

Com esta estratégia e ferramentas, a equipe criava peças de alta qualidade em tempo de ciclo de 15 minutos e 22 segundos por peça, mas viam a ferramenta de desbaste durar apenas 60 peças em média, e a de acabamento por cerca de 120 peças. Isso causava custos de ferramenta mais altos do que gostariam, e custava à equipe tempo precioso com trocas frequentes de ferramenta.

Sosa tinha visto algum do sucesso que outras oficinas tinham com fresamento de Titânio usando fresas Helical Solutions, e então entraram em contato com Kanigowski para ver como a Helical poderia ajudá-los a reduzir custo por peça enquanto alcançavam um acabamento ainda melhor.

Ajustando Seleção de Ferramenta

Quando Mike entrou em contato com a equipe da Geospace, ele sabia que havia benefícios imediatos em mudar as trajetórias usadas neste trabalho. Usando seu software ESPRIT, a equipe conseguiu discar um novo programa usando trajetórias de fresamento de alta eficiência (HEM) através da tecnologia "Profit Milling" do ESPRIT.

Com trajetórias HEM em vigor, a Geospace precisaria de novas ferramentas de alto desempenho para tirar total vantagem dos ajustes de programação. Após muitos testes e avaliação de várias opções da extensa linha de fresas para Titânio da Helical, a Geospace escolheu duas ferramentas sólidas.

A Helical oferece muitas opções diferentes para fresamento de Titânio em trajetórias HEM. Durante testes, a equipe da Geospace decidiu pela Helical EDP 59424, uma fresa de topo de 3/8" de diâmetro, 7 flautas, raio de canto. Esta ferramenta apresenta geometria de passo variável e quebra-cavacos offset para evacuação ótima de cavacos, harmônicos reduzidos e pressão de ferramenta minimizada, bem como revestimento Aplus da Helical para resistência a alta temperatura, desgaste reduzido e vida de ferramenta melhorada.

Ao olhar para a trajetória de acabamento, a Geospace decidiu pela Helical EDP 82566, uma fresa de topo de 3/8", 6 flautas, ponta quadrada da conhecida linha HEV-6 da Helical. Esta ferramenta apresentava design de passo variável para ajudar a mitigar vibração e deixar um acabamento superior. Embora a Helical também ofereça várias ferramentas para trajetórias de acabamento em Titânio, durante testes esta ferramenta forneceu à Geospace o melhor acabamento para sua geometria de peça específica.

Experimentando a "Diferença Helical"

Com as novas ferramentas em vigor, a equipe de Sosa entrou em contato com a Helical para ajuda em discar velocidades e avanços. A equipe técnica da Helical conseguiu configurá-los no Machining Advisor Pro, um calculador avançado de velocidades e avanços desenvolvido pelos especialistas por trás das ferramentas Helical Solutions. Com este aplicativo "milagroso" em seu arsenal, a equipe conseguiu facilmente discar suas novas ferramentas para seu grau de material específico, profundidade de corte e configuração de máquina.

A equipe viu resultados positivos imediatos e economia de custos neste trabalho. Conseguiram aumentar suas trajetórias de desbaste para 4.500 RPM e 157 IPM. A trajetória de acabamento permaneceu praticamente a mesma, mas resultou em uma peça final muito melhorada. 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 da ferramenta foi onde Sosa mais se impressionou.

Com a nova fresa Helical na oficina, a Geospace conseguiu rodar ambas as ferramentas para 580 peças com desgaste muito mínimo na ferramenta. Isso foi uma melhoria de quase 1000% na vida da ferramenta para suas passadas de desbaste e 483% de melhoria para a operação de acabamento. No total, uma ferramenta de desbaste conseguiu durar mais de 42 horas no corte antes de precisar ser substituída.

Eliminar a necessidade de troca de ferramenta a cada 60 peças também foi uma economia de tempo significativa. Trocas constantes de ferramenta causavam tempo de inatividade sério da máquina, que foi eliminado com a vida de ferramenta mais longa experimentada com as fresas Helical. O que parece um inconveniente menor realmente somará dezenas de horas em tempo economizado ao longo de alguns meses para a equipe de Sosa.

A Geospace ficou emocionada com os resultados que viram neste trabalho de Titânio, pois nunca tinham experimentado vida longa de ferramenta em Titânio com qualquer outra marca concorrente. Sosa e sua equipe estão animados para continuar usando produtos Helical Solutions em todos seus outros trabalhos daqui para frente e continuar trabalhando com Kanigowski e a equipe técnica da Helical em discar seleção de ferramenta e velocidades e avanços em projetos futuros.

Veja abaixo um detalhamento cabeça a cabeça do desempenho das fresas Helical em termos de custos totais e produtividade ganha versus a do concorrente. Estes números são medidos por 1.000 peças, levando em conta custos de ferramentas, tempo de troca de ferramenta, custos de mão de obra, parâmetros de execução e tempos de ciclo.