Impulsionando Vida da Ferramenta e Escalabilidade: Inovações Modernas de Usinagem para Componentes de Turbina

Com componentes de turbina maiores, comparados aos automotivos e aeroespaciais, além de desafios de montagem, novas tecnologias de usinagem estão ganhando popularidade. As técnicas convencionais de fresamento e broqueamento na usinagem de lâminas de turbina, com seus altos custos de ferramentas e problemas de fluxo abrasivo, estão desaparecendo rapidamente, à medida que métodos modernos de montagem continuam a levar as tolerâncias de usinagem a novos patamares. Mais precisão é necessária para o processo de empilhamento, então as empresas estão recorrendo a novas técnicas como usinagem eletroquímica (ECM) como um método escalável para produção única de disco-para-lâmina e rotor.

Hoje, a ECM é um meio viável de produção, especialmente quando materiais como Inconel estão envolvidos, pois produz saída livre de resíduos de componentes de precisão. Nenhuma ferramenta toca a peça, as propriedades do material permanecem inalteradas, empenamento ou tensão no material é eliminado e não há necessidade de operações de acabamento secundárias, na maioria dos casos.

Tecnologia ECM, para aqueles não familiarizados com ela, envolve a dissolução anódica de metal em um ambiente altamente controlado. Todos os tipos de substratos metálicos podem ser submetidos à ECM, que tem vantagens particulares no trabalho de materiais de alta liga, à base de níquel ou titânio, bem como materiais pré-endurecidos. Como um processo sem contato sem entrada de calor no substrato, a ECM não produz desgaste de ferramenta, tensão mecânica superficial, microfissuras ou necessidade de rebarbação.

No processo ECM, melhor paralelismo é mantido, com um tempo total mais rápido para a peça. Com avanços recentes em químicas de fluido, a preocupação de longa data com materiais cancerígenos foi minimizada. A demanda de máquinas para esta categoria aumentou quatro vezes nos últimos dois anos.

É um momento emocionante no setor de energia, pois jovens engenheiros entrando no campo estão aceitando esta nova tecnologia e impulsionando sua implementação em muitas áreas de produção.

Do ponto de vista prático no chão de fábrica, equipamentos ECM têm virtualmente nenhum desgaste de ferramenta, ocupam uma pegada menor e não produzem impacto superficial na peça (outro equívoco do passado). O resultado tem sido um rápido aumento no uso de ECM pelos setores de energia e aeroespacial, onde peças maiores frequentemente apresentavam desafios consideráveis para as técnicas convencionais de fresamento e broqueamento usadas na indústria.

A ECM agora oferece ao mercado uma solução competitiva para produção de peças a um custo total menor. Com o crescimento dos requisitos de lâminas em todos os setores do mercado de energia, de gás a solar e hidrelétrica, há uma transição perceptível ocorrendo da antiga solução fresa/broca para técnicas alternativas de manufatura como ECM, uma tendência que esperamos que continue.

Além disso, o crescimento de grandes caixas de engrenagens na indústria para bombeamento de petróleo, gás e água está impulsionando um aumento em máquinas de rosqueamento, especialmente as verticais invertidas, que permitem um fluxo de cavaco ótimo.
À medida que o custo se torna um desafio contínuo, mais automação alcançará níveis de qualidade mais altos, além de permitir que esses níveis de qualidade sejam mantidos em produções de menor quantidade com contenção de custos, devido à economia de mão de obra.

Células de trabalho estão fazendo algumas incursões no processo de manufatura na maioria das empresas de equipamentos relacionados à energia e seus parceiros da cadeia de suprimentos. Esta tendência exigirá um novo olhar para coleta de dados baseada em nuvem, desenvolvimento de aplicativos personalizados para rastrear dados de produção e tecnologia edge, a ponte emergente entre essa coleta de dados e a nuvem, com ênfase particular em cibersegurança e questões de compartilhamento de dados.

Complementando esta tendência estará a necessidade aumentada de controladores avançados de máquina e linha para a coleta paralela de informações e a integração de robótica, mecanismos de transferência e outra automação. Além disso, à medida que a qualidade da ferramenta no mercado continua a melhorar, melhores avanços e velocidades resultarão, independentemente das técnicas de usinagem usadas.