Além do Metal: Avançando a Produção com Materiais Não Metálicos Inovadores

Fabricantes e tecnólogos globais buscam constantemente melhorias na produção e investigam o uso de diferentes tipos de materiais para tornar seus produtos mais atraentes ao mercado. Para atingir esses objetivos em um mundo em rápida mudança, todos os envolvidos precisam ser mais flexíveis e dispostos a abraçar a mudança.

O uso de um número crescente de materiais não metálicos está aumentando rapidamente e muitas aplicações anteriormente consideradas domínio de materiais mais tradicionais agora são fabricadas a partir de materiais não metálicos. O uso de materiais compostos e CFRP (plásticos reforçados com fibra de carbono) é agora relativamente comum e a participação de mercado desses materiais continua a crescer.

Como uma das empresas líderes na indústria de corte de metais, a ISCAR garante que seu prolífico departamento de P&D continue inovando e desenvolvendo uma gama de ferramentas de corte avançadas especificamente projetadas para o trabalho eficiente de CFRP e materiais compostos. Esses produtos progressivos fornecem aos nossos clientes soluções de manufatura muito eficazes relacionadas a esses materiais desafiadores.

Três Décadas de Materiais Emergentes

Nos últimos trinta anos, materiais compostos, plásticos, cerâmicas e a miríade de materiais cobertos pelo termo CFRP têm sido os materiais emergentes dominantes. Materiais compostos continuam a penetrar e conquistar novos mercados implacavelmente e o número de aplicações para esses materiais continua a crescer. Agora, materiais compostos modernos constituem uma proporção significativa do mercado de materiais de engenharia e são usados em aplicações desde produtos cotidianos até áreas de nicho mais sofisticadas.

Líderes industriais, como as indústrias automotiva, aeroespacial e de energia, lideram o caminho. Por exemplo, turbinas comerciais modernas tipicamente usam designs de três pás. Essas pás são fabricadas a partir de poliéster reforçado com fibra de vidro com ligante de resina epóxi. Novos materiais, como fibra de carbono, são continuamente introduzidos, fornecendo a alta relação resistência-peso necessária para essas grandes pás de turbinas eólicas. Agora, o comprimento de uma pá típica usada em máquinas de 5 MW pode atingir 60 metros.

Materiais compostos estão sendo cada vez mais usados em todos os aspectos de nossa vida diária, como equipamentos esportivos, carros, motocicletas, bens de consumo e produtos de saúde. Um exemplo de uso na área médica é o novo método para reconstrução de grandes defeitos ósseos cranianos complexos. Nesta área, implantes médicos de CFRP pré-fabricados, gerados por computador e individuais são agora usados.

É vitalmente importante para fabricantes e tecnólogos mundiais, envolvidos em quase todas as indústrias, estarem preparados para os novos requisitos do mercado e serem flexíveis o suficiente para encontrar novas aplicações para CFRP e materiais compostos.

Soluções de Ferramentas da ISCAR

Como um dos principais produtores de ferramentas de corte para a indústria metalúrgica, a ISCAR possui uma ampla gama de ferramentas de alta performance, projetadas com precisão, com pontas de diamante policristalino (PCD) e nitreto de boro cúbico (CBN). A ISCAR também tem uma variedade de ferramentas avançadas de metal duro sólido revestidas com diamante, com uma gama de geometrias para atender às demandas mais exigentes das atuais indústrias de metal, madeira, CFRP e materiais compostos. Esses produtos incluem pastilhas, alargadores, fresas esféricas e fresas, fresas de perfil e brocas combinadas, alargadores escalonados e brocas com alargadores.

PCDs estão em demanda crescente para usinagem mais eficiente de materiais modernos, como metais não ferrosos, plásticos, material composto (grafite) e outros materiais de difícil usinagem ou abrasivos. Ferramentas CBN são necessárias para usinar aços endurecidos acima de HRC 45, ferro fundido, superligas e outros metais específicos. Ferramentas de alta qualidade aumentam a produtividade e economizam custos de produção. Os recursos de P&D da ISCAR estão comprometidos em ajudar a resolver o problema de usinar esses materiais complexos, e uma quantia significativa é continuamente gasta no desenvolvimento de uma gama ainda mais ampla de soluções.

A usinagem de materiais atualmente usados para tipos avançados de aeronaves exige novos processos, pois esses materiais difíceis são leves, mas muito resistentes. O ferramental comumente usado para usinar CFRP apresenta pastilhas de diamante PCD de longa duração, ferramentas de fresamento PCD de veia ou ferramentas de mandril brasado.

Ao usinar compósitos como CFRP, virtualmente nenhum cavaco é criado. Em vez disso, o mecanismo de remoção de material pode ser melhor descrito como "estilhaçamento". O impacto da aresta de corte fratura as fibras de carbono duras, em vez de cisalhar o material. Este processo causa abrasão considerável na aresta de corte da ferramenta, levando a desgaste rápido. Na usinagem de compósitos, assim como em qualquer outra aplicação de ferramenta de corte, a geometria da ferramenta impulsiona o desempenho de corte. No entanto, na área de compósitos, o material da ferramenta também se torna um grande impulsionador do desempenho. A menos que o material da aresta da ferramenta consiga suportar altos níveis de abrasão o suficiente para manter sua geometria e permanecer afiada, a ferramenta pode desgastar tão rapidamente que a geometria muda rapidamente. Para usinar CFRP com sucesso, a ISCAR desenvolveu ferramentas de metal duro sólido duras e afiadas revestidas com diamantes de longa duração.

O revestimento de diamante usado é comumente um revestimento de diamante policristalino (PCD). No entanto, um revestimento de diamante aplicado pelo processo de deposição química de vapor (CVD) é o único revestimento que utiliza 100% de cristais de diamante reais. Uma grande vantagem do revestimento CVD de diamante é que ele reduz o calor e o atrito criados pelo material composto altamente abrasivo.

Embora as operações de usinagem requeridas para peças compostas possam ser simples (às vezes apenas furação e corte), os dispositivos projetados para suportar essas peças muitas vezes complexas podem representar pequenos feitos de engenharia em si mesmos. Assim, o dispositivo para usinar uma peça composta pode ser um investimento de engenharia considerável. Corte limpo sem desfiar, delaminação ou separação de camadas requer que a peça seja firmemente fixada contra vibração.

As ferramentas precisas e de alta qualidade da ISCAR com pontas PCD e CBN e revestidas com diamante reduzem os custos de produção dos usuários e melhoram a qualidade dos produtos fabricados. Desempenho consideravelmente melhorado em CFRP e materiais compostos é garantido em comparação ao uso de ferramentas de metal duro tungstênio comparativas. Também são alcançadas maior precisão e excelentes características de acabamento superficial.

A ISCAR é conhecida em todo o mundo industrializado por excelente atendimento ao cliente, qualidade de produtos e preço custo-efetivo, não apenas na área de usinagem de metais, mas também no campo de trabalho com CFRP e compósitos.

Publicado anteriormente em Iscar In The News.