8 Táticas obrigatórias para usinagem médica de precisão

Descubra as técnicas preferidas para trabalhar com titânio de grau médico, cromo cobalto e ligas de aço inoxidável à base de níquel.

Parafusos ósseos, placas de fixação, implantes de quadril e joelho - essas são apenas algumas das partes médicas difíceis que alguns maquinistas enfrentam todos os dias. Não apenas as geometrias são complexas e as tolerâncias apertadas, mas os metais nesses componentes também podem fazer com que até mesmo o maquinista mais ambicioso se arrependa de assinar horas extras.

Infelizmente, as coisas não estão ficando mais fáceis. As empresas médicas e seus parceiros metalúrgicos estão continuamente desenvolvendo materiais novos e inovadores, incluindo Ti-6Al-4V ELI (intersticiais extrabaixos), Phynox e MP35N, juntamente com uma série de ligas proprietárias.

A maioria desses materiais se enquadra na categoria de superligas resistentes ao calor (HRSA). Tradução:Esses metais estão igualmente em casa em uma coluna como em uma exaustão de turbina a gás em brasa.

As ferramentas de corte se desgastam rapidamente e é comum entalhes na profundidade da linha de corte. Aresta postiça (BUE) - uma bola de metal que gruda na parte superior da ferramenta e geralmente lasca a aresta de corte quando se solta - também é um problema frequente.

Fabricantes de ferramentas de corte enfrentam o desafio médico

A boa notícia é que os fabricantes de ferramentas de corte estão acompanhando essas demandas extenuantes. Ao desenvolver novas geometrias de pastilhas arrojadas, classes de metal duro tenaz e revestimentos superlubrificados, os maquinistas devem ser capazes de domar até mesmo os metais mais agressivos. Claro, há mais na usinagem HRSA bem-sucedida do que um bom metal duro.

Os maquinistas também devem aplicar práticas de usinagem sólidas e percursos de ferramenta devidamente programados. Aqui estão as técnicas mais importantes para a remoção eficaz de metal ao trabalhar com ligas de grau médico:

1. Mantenha-se afiado e use revestimento PVD para suas ferramentas .

Como regra, ferramentas afiadas e revestidas com PVD funcionam melhor em toda a linha de superligas de grau médico. Não se contente com uso geral, classes de metal duro ou revestimentos. Os fornecedores de ferramentas de corte desenvolveram graus específicos para cada material de grau médico e você deve aproveitá-los, especialmente em trabalhos de longa duração ou repetidos.

Reserve um tempo para alguns cortes de teste em qualquer material novo. Traga seus fornecedores no local para dar uma mão com isso e siga seus conselhos. Acima de tudo, desenvolva um processo previsível:é muito melhor programar substituições prematuras de ferramentas do que esperar até que elas quebrem, danificando a peça de trabalho, danificando a máquina-ferramenta ou ferindo seu operador.

2. Seja agressivo com a velocidade de corte e a taxa de avanço para reduzir a aresta postiça .

Quando as pastilhas não duram tanto quanto gostaríamos, muitos de nós tendem a diminuir a velocidade de corte ou diminuir a taxa de avanço. Isso pode ser exatamente o oposto do que é necessário.

Como regra, os fornecedores de ferramentas de corte recomendam uma abordagem agressiva quando as operações de usinagem não estão indo bem. Isso porque empurrar a ferramenta com mais força geralmente melhora a formação de cavacos e velocidades mais altas do fuso geram mais calor no corte, reduzindo o BUE.

3. Evite cortes profundos com táticas como fresamento trocoidal.

Profundidades de corte leves em taxas de avanço mais altas são normalmente mais eficazes do que as abordagens tradicionais de “arrumação” para a remoção de metal.

Percursos trocóides com engate de comprimento total (eixo Z) são os preferidos. Arco dentro e fora do corte sempre que possível. Evite enterrar a ferramenta no canto. Você saberá que há um problema porque a máquina gemerá em perigo.

Programe um raio um pouco maior que o da ferramenta e volte com uma ferramenta menor para escolher os cantos. Certifique-se de tirar as fichas do caminho. Se você ouvir o ruído crocante que vem com o novo corte, é hora de verificar se há uma ferramenta lascada ou quebrada.

4. Mantenha-se fiel (e rígido) com a configuração para aplicações médicas .

As configurações rígidas são sempre óbvias, mas são duplamente importantes com materiais difíceis. Evite a excentricidade da ferramenta abandonando os porta-ferramentas estilo pinça e trava lateral em favor de porta-ferramentas termorretráteis ou hidráulicos.

Mantenha as ferramentas o mais curtas possível e procure substituir tornos e mandris mecânicos por seus primos hidráulicos. Afunile levemente as garras do mandril e use as garras da morsa com ponta de faca para aumentar a aderência. (Mesmo a menor quantidade de movimento ao monopolizar um bloco de cromo cobalto ou titânio pode causar um corte ruim.)

Lembre-se de que os porta-ferramentas devem ser substituídos a cada poucos anos e com mais frequência com uso intenso.

5. Seja positivo com seu ângulo de liderança.

A maioria das ferramentas revestidas com PVD e retificadas de precisão possuem arestas de corte “afiadas”. Ótimo, mas um ângulo de ataque positivo na ferramenta também é vantajoso, como o lado não utilizado de um diamante de 80 graus ou uma pastilha redonda, se possível. Isso reduzirá o entalhe da profundidade de corte, mas muitas vezes o forçará a circular de volta com uma ferramenta capaz de usinar o quadrado de canto. Ainda assim, pode valer a pena, principalmente ao transformar uma liga de níquel super resistente ou titânio “triplo 5”.

6. Mantenha a calma e mantenha os refrigerantes de corte.

É um fato triste, mas algumas lojas negligenciam seus fluidos de corte. Você pode se safar ao cortar alumínio ou aço macio (embora mesmo assim seja desaconselhável). Com metais com alto teor de cromo, níquel ou cobalto, o fluido de corte desgastado leva a uma vida útil da ferramenta ruim e resultados imprevisíveis.

Cada máquina-ferramenta CNC deve ser equipada com um skimmer para remover óleos residuais. Os refrigerantes de corte devem ser verificados regularmente quanto à concentração e níveis de pH adequados.

Se sua loja não possui um sugador de cárter, é hora de olhar para um. Isso não apenas reduzirá o tempo de inatividade associado à limpeza do reservatório, mas também reduzirá os custos de reciclagem. Além disso, considere um investimento adicional:fluido de corte de alta pressão e filtragem. Tudo funciona melhor com refrigerante de alta pressão.

7. Veja alternativas ao uso de pastilhas de metal duro revestido .

Se você está lutando com carboneto revestido, talvez seja hora de “ficar nu”. Pastilhas não revestidas geralmente produzem melhores resultados com superligas, especialmente em cortes de acabamento.

Experimente também a cerâmica. Muitas dessas pastilhas têm “bigodes” reforçados de carboneto de silício e oferecem velocidades de corte 10 vezes maiores que as de carboneto. Sempre seque-os e nunca use cerâmica com titânio, pois os dois reagem quimicamente.

8. Compartilhe suas práticas recomendadas de superligas.

Mantenha bons registros do que funciona e do que não funciona e compartilhe o que você sabe com seus colegas. A usinagem médica de precisão é um trabalho importante, e as oficinas bem-sucedidas podem lidar facilmente com trabalhos aeroespaciais igualmente desafiadores.

Claro:você facilita a tarefa de empurrar suas ferramentas quando uma pastilha não dura tanto quanto você gostaria? Compartilhe sua experiência.