A experiência da Mill-Turn aprimora a usinagem de precisão de microengrenagens

A Amorphology, uma empresa spin-off da NASA, é líder na aplicação de materiais avançados e tecnologias de fabricação para a melhoria de microengrenagens não lubrificadas para robótica e outras aplicações industriais usando metais “amorfos”, como vidros metálicos a granel.

Esses materiais possuem propriedades avançadas em comparação ao aço, titânio e alumínio, por exemplo, e as patentes da empresa para diversas ligas metálicas baseiam-se no desenvolvimento de engrenagens para aplicações espaciais e outras aplicações em temperaturas extremamente frias.

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O s191H faz parte de uma família de centros de usinagem fresamento-torneamento Starrag Bumotec voltados para a usinagem de precisão de peças muitas vezes complexas em uma única configuração. Fonte:Starrag

Os metais amorfos são uma classe de ligas não cristalinas que cortam e lascam de maneira diferente de outros materiais, explica a empresa. Na sua tentativa de obter uma máquina-ferramenta que pudesse produzir as suas microengrenagens, a Amorphology conduziu testes com vários fornecedores de máquinas, incluindo a Starrag, para avaliar a precisão, os tempos de ciclo e as capacidades globais das máquinas à medida que cortavam uma liga relativamente desconhecida.

“Estávamos focados em encontrar a melhor máquina para atender às nossas necessidades de prototipagem rápida, corte de insertos de molde e pós-processamento”, disse Jason Riley, COO da Amorphology. No final das contas, a empresa escolheu o torneamento e fresamento Bumotec s191H da Starrag.

Depois de receber arquivos CAD do protótipo de microengrenagens e realizar testes de usinagem usando uma ferramenta de corte desenvolvida pela Starrag nas instalações do fabricante de máquinas-ferramenta na Suíça e nos Estados Unidos, vários lotes de amostras foram produzidos.

“Nosso objetivo é peças de alta precisão com tolerâncias geralmente em torno de cinco mícrons em determinadas dimensões”, explica Riley. “A maior parte do nosso trabalho concentra-se na prototipagem rápida e na produção de lotes relativamente baixos, na região de centenas de peças por mês.

“O Bumotec oferece capacidade de torneamento que não temos atualmente, além de maior capacidade de produção”, acrescenta. “A máquina complementa nossas habilidades atuais e fornece capacidades que não temos.”



Aqui estão alguns exemplos de microengrenagens produzidas no torno-fresador. Fonte:Starrag

A Amorphology destaca que o Bumotec s191H pode “oferecer uma proposta de valor única”, seja pela usinagem de peças únicas ou pela produção de centenas de componentes em um cenário sem luz.

Além de fabricar engrenagens para uso aeroespacial, as engrenagens da Amorphology são utilizadas em cobots, robôs e dispositivos médicos. Por exemplo, a maioria dos cobots usa engrenagens de ondas de tensão – o principal componente é um flexspline, que é uma peça complexa e de paredes finas.

O s191H faz parte de uma família de centros de usinagem fresamento-torneamento da Bumotec voltados para a usinagem de precisão de peças muitas vezes complexas em uma única configuração. Com capacidade de barra de 65 mm, alimentador de barras e fornecimento de refrigeração de alta pressão (3 HP), o s191H pode atingir capacidades de usinagem de ±2,5 mícrons dentro de sua faixa de eixos X, Y e Z de 410 por 200 por 400 mm, cortesia de acionamentos lineares e alta estabilidade térmica.



Evoluída a partir do fresamento-torneamento Bumotec s191 da Starrag, a versão 191neo oferece recursos de desempenho adicionais, incluindo tempo de troca de ferramenta 15% mais rápido, movimento de retrocesso 12% mais rápido e um fuso de fresamento de maior torque (175 Nm). Esta plataforma de máquina multitarefa com fuso de eixo B oferece armazenamento de até 90 ferramentas em seu sistema de troca automática de ferramentas. O modelo mostrado aqui estava em exibição no IMTS 2022 demonstrando a usinagem de gaiolas espinhais completas a partir do polímero de polieteretercetona (PEEK). Fonte:PM

Além disso, seu fuso principal é complementado por um subfuso que pode girar nos planos horizontal e vertical para permitir rotinas multitarefa. As opções de magazine de ferramentas se estendem a até 90 bolsões em uma máquina que possui taxas de deslocamento rápidas de 50 m/min e uma velocidade do fuso de 30.000 rpm (40.000 rpm é uma opção), o que também contribui para seus tempos de ciclo rápidos.

Muitas das peças de cobot, robôs e dispositivos médicos da Amorphology podem ser fundidas ou moldadas por injeção, mas às vezes essas micropeças precisam ser pós-processadas para tolerâncias mais altas. A Starrag Bumotec “cortou os dentes” no projeto de máquinas para a indústria relojoeira suíça e, como resultado, as máquinas são especializadas na produção de engrenagens de tamanho micro e de alto valor. A Amorphology projeta que o Bumotec s191H usinará microrredutores sem lubrificação.

A empresa também apreciou os resultados e, em discussões com a Starrag sobre como ambas as organizações poderiam cooperar, foi acordado que a Amorphology apresentaria a máquina Bumotec em suas instalações em Pasadena, Califórnia, para que os clientes de ambas as empresas pudessem ver.

No centro de demonstração, a máquina pode ser vista produzindo uma variedade de peças, incluindo engrenagens, inserções de moldes, vidros metálicos a granel e peças tradicionais de produção de metal.

Greg Dunkley, vice-presidente de engenharia de precisão da Starrag Bumotec, afirma:“Estabelecer um ambiente de laboratório para mostrar a precisão, a qualidade e as capacidades do Bumotec s191H permitirá que os engenheiros aeroespaciais e de defesa experimentem esta usinagem em tempo real que pode ser usada em suas operações de fabricação”.