Fresa híbrida aço-fibra de carbono reduz tempo de usinagem em 78%

Ferramenta de corte híbrida de última geração desenvolvida na República Tcheca

A CompoTech Plus spol. s r.o. (Sušice, República Tcheca) anunciou em 20 de janeiro que desenvolveu um novo disco de corte de fresa híbrido de aço e fibra de carbono (CF) de última geração em colaboração com a Hofmeister Innovation (Pilsen, República Tcheca). Aumentando tanto a velocidade de corte convencional quanto a taxa de avanço no tempo total de máquina, a ferramenta de fresa híbrida pode operar, segundo relatos, 78% mais rápido no mesmo centro de fresagem que uma fresa de disco de aço padrão de dois discos.

Design: seção interna em compósito epóxi com fibras de carbono de ultra-alto módulo

O design da ferramenta usa um compósito epóxi leve reforçado com fibras de carbono de ultra-alto módulo para a seção interna dos discos de fresa individuais. O processo de manufatura de fibra contínua proprietário desenvolvido pela CompoTech permitiu a produção de discos de fresa híbridos totalmente integrados com uma banda externa de 16 inserções de corte de metal, para um total de 64. A seção de CF é integrada com o cubo e anel de aço usando uma combinação de design de formato intertravado e parafusos de aço.

Os componentes semi-acabados de compósito CF para os discos híbridos foram produzidos e montados pela CompoTech usando componentes semi-acabados de aço fornecidos pela Hofmeister, que realizou a usinagem final de cada disco de corte híbrido e montagem da ferramenta de fresa híbrida completa. A fresa híbrida completa de quatro discos pesa apenas 16,25 kg.

Benefícios de produção: inércia reduzida, amortecimento anti-vibração, acabamento superior

Segundo a CompoTech, benefícios chave de produção incluem momento de inércia reduzido, resultando em menor consumo de energia; carga termo-mecânica reduzida em máquinas de fresar; propriedades de amortecimento anti-vibração melhoradas, aumentando precisão de usinagem de fendas; operação de máquina mais suave para acabamento de superfície de maior qualidade; e taxas de saída significativamente aumentadas, produtividade e custos de produção reduzidos. Benefícios de negócios do uso da nova ferramenta híbrida incluem desbloqueio de gargalos, melhoria de rentabilidade e adiamento ou evitamento da necessidade de investimento de capital adicional para atingir metas de crescimento.

Testes: 10 segundos vs 45 segundos, vida útil 4,8x maior

Fresagem de teste foi realizada em um elo de conexão de aço de alta resistência forjado usando um centro de usinagem Doosan Mecatec HM63H. Corte preciso até tolerância nas faces lateral e inferior do elo forjado foi completado em 10 segundos usando a nova fresa híbrida, 35 segundos mais rápido que uma ferramenta de metal convencional de dois discos.

Medições feitas nas taxas Vc e Vf para ambos os tipos de ferramentas de fresa (híbrida de quatro discos e metal de dois discos) mostraram que a fresa híbrida de CF de quatro discos tem velocidade de corte 50% mais rápida e taxa de avanço 54% maior. Dados de durabilidade da ferramenta também foram coletados, que registraram aproximadamente 250 peças usinadas antes de troca de ferramenta para a fresa de dois discos, comparado com mais de 1.200 peças (>4,8 vezes mais) produzidas usando a ferramenta híbrida de quatro discos.

Os testes comparativos realizados durante o projeto (a tabela pode ser encontrada aqui) também demonstraram conclusivamente que a ferramenta de fresa híbrida de quatro discos pode ser usada para usinagem precisamente da mesma forma que uma fresa de metal convencional de dois discos, mas com velocidade e durabilidade de usinagem adicionais. Estes benefícios dizem justificar o custo inicial mais alto da nova fresa híbrida, que a Hofmeister estimou ter um período de retorno de investimento de apenas cerca de três meses para um produtor de alto volume.