HAIMER Safe‑Lock™: Fixação de Ferramenta Segura, Eficiente e Durável

O sistema de proteção contra extração HAIMER Safe-Lock™ garante fixação segura da ferramenta de corte. Chavetas especiais no porta-ferramenta combinam perfeitamente com as ranhuras helicoidais no eixo da ferramenta de corte, criando forças de fixação por atrito e um travamento positivo por forma. Isso evita efetivamente que a ferramenta de corte seja puxada para fora do porta-ferramenta. Além disso, aumenta a produtividade através de velocidades permitidas mais rápidas e maior vida útil da ferramenta.

Até agora, o Safe-Lock™ tornou-se um padrão de fato na área de fixação de ferramentas para operações de fresamento. Nos últimos 10 anos, desde a introdução do sistema Safe-Lock™, foi confirmado repetidamente que este método de fixação da ferramenta é frequentemente claramente superior a mandris de fresamento convencionais e porta-ferramentas com haste Weldon. Isso é comprovado por um grande número de parceiros licenciados, alguns dos quais estão entre os principais fabricantes mundiais de ferramentas de corte e porta-ferramentas — por exemplo, Walter, Widia, Sandvik Coromant, Seco Tools, Sumitomo, Kennametal, Helical, Emuge Franken, Data Flute, Niagara, OSG e Mapal. Em 2017, Iscar e Ingersoll também decidiram oferecer ferramentas com haste Safe-Lock™. Além disso, o portfólio de porta-ferramentas Safe-Lock™ de mandris de retração, pinças e mandris hidráulicos tornou-se muito maior nos últimos anos. Além dos mandris hidráulicos Safe-Lock™ da Kennametal, a Mapal já está trabalhando para introduzir sua oferta de mandris hidráulicos com Safe-Lock™ ao mercado.

Andreas Haimer, Diretor Gerente da HAIMER GmbH, explica: "Temos orgulho de que nosso sistema de proteção contra extração Safe-Lock™ tenha se estabelecido como o novo padrão na indústria de fresamento pesado e desbaste e também está se tornando cada vez mais importante em outras áreas, como fresamento trocoidal. Também estamos muito felizes com nossos novos parceiros licenciados, que ajudam a expandir o portfólio Safe-Lock™ e também o tornam disponível para mais usuários finais."

Sucesso na Indústria Aeroespacial

O Safe-Lock™ surgiu dos requisitos de usinagem pesada, que é um desafio diário nas indústrias aeroespacial e de geração de energia. Materiais inovadores, como várias ligas de titânio, não são apenas leves, mas também muito rígidos, resistentes à corrosão e difíceis de usinar. Isso não afeta apenas os conceitos de máquinas e processos, mas também as ferramentas de corte e porta-ferramentas utilizados.

Muitas peças são feitas a partir de um bloco sólido — durante este processo de fresamento, até 90% do material é removido. Para otimizar o processo econômica e qualitativamente e alcançar uma alta taxa de remoção de metal, altos torques e avanços com baixas RPMs são escolhidos. Mas durante esta operação de Corte de Alto Desempenho (HPC), ocorrem altas forças de tração. Em combinação com altas forças de corte e avanços agressivos, um movimento de flexão da ferramenta no porta-ferramenta é criado, o que no final aumenta o risco de extração da ferramenta. Isso afeta especialmente todos os designs de porta-ferramentas que fornecem fixação precisa e alta precisão de runout, como, por exemplo, mandris de retração, hidráulicos ou de fresamento.

Como consequência, o Safe-Lock™ agora é amplamente difundido na indústria aeroespacial. Alexander Steurer, Gerente Sênior de Programação NC - Componentes do Estator na MTU Aero Engines em Munique, explica a decisão de usar o sistema HAIMER: "Através da introdução do Safe-Lock™ e da tecnologia de retração da HAIMER, podemos garantir confiabilidade do processo mesmo com usinagem de materiais de alta temperatura desafiadores. Este é um pré-requisito para garantir processamento suave durante a fabricação de frames e fundidos, dado nosso alto grau de automação. A combinação de proteção contra extração e maior concêntrica do sistema Safe-Lock™ leva a baixa vibração e, como resultado, um processo de usinagem muito estável. Devido aos maiores profundidades de corte e avanços, a taxa de remoção de metal pode ser aumentada significativamente. E graças à precisão de runout melhorada dos mandris de retração HAIMER, a vida útil da ferramenta é melhorada em até 50%."

Os benefícios de menos de 3 µm de runout que o design simétrico do Safe-Lock™ fornece, acoplados com balanceamento ótimo e a possibilidade de pré-ajuste de comprimento fácil, foram razões substanciais para a MTU mudar para o sistema HAIMER em vez de continuar a usar sistemas de ferramentas Whistle Notch ou Weldon. Embora esses outros sistemas de fato impeçam a extração da ferramenta, ambos são assimétricos por design, portanto fornecendo precisão de runout e balanceamento insuficientes.

Maior Produtividade com Safe-Lock™

No entanto, o Safe-Lock™ não encontrou apenas seguidores entusiastas na indústria aeroespacial. Trabalhando na Glätzer, Daniel Rautenbach sabe o quão ferozmente competitiva e minuciosa a indústria automotiva pode ser. O Diretor Gerente dos Especialistas em Usinagem CNC localizados em Solingen explica: "Qualidade perfeita e confiabilidade de entrega são os requisitos básicos para cotar em nossa indústria. Preços são altamente competitivos." Portanto, em seu negócio, a diferença entre lucro e prejuízo se resume à eficiência do processo. Portanto, qualidade sem compromisso é obrigatória.

Através de um dos maiores projetos nesta área, Ingo Schulten, Gerente de Operações, tomou conhecimento do sistema de proteção contra extração HAIMER Safe-Lock™ e começou a usá-lo em meados de 2013. A aplicação específica era uma peça para um freio a disco de caminhão operado pneumaticamente, que consistia em ferro fundido nodular, Tipo EN-GJS-800-2. Para fresar contornos côncavos, o contato entre a ferramenta de corte e a peça não é apenas pontual, mas realmente cobre entre 30 ou 40 por cento da ferramenta. Ingo Schulten explica: "O engajamento e as forças de corte extremamente altas fazem a ferramenta querer sair do porta-ferramenta." Os mandris Weldon utilizados garantiam que a ferramenta de corte permanecesse no porta-ferramenta, mas o parafuso de fixação lateral impedia que a ferramenta alcançasse boa precisão de runout. Segundo Schulten, "a vida útil da ferramenta era muito instável, o que até levava a quebra de ferramenta".

Os testes de fresamento com Safe-Lock™ o convenceram e aos outros funcionários da Glätzer. "Para mim, a mudança para Safe-Lock™ parecia óbvia, como usar um motor de partida elétrico em vez de uma manivela para dar partida no carro", explicou Schulten entusiasticamente. "Os dados de corte melhoraram significativamente. A vida útil da ferramenta aumentou 40% consistentemente."

Benefícios do Corte de Alta Velocidade

O Safe-Lock™ também está se tornando cada vez mais popular em outras indústrias e durante usinagem HSC com fresas de topo de hélice alta, bem como no fresamento trocoidal. Durante operações de fresamento trocoidal, onde a velocidade de corte e a profundidade de corte axial podem ser aumentadas através de suporte de software, a produtividade é significativamente melhorada. Assim, operações de fresamento são realizadas três vezes mais rápido com maiores profundidades de corte, mesmo quando se trata de materiais duros e difíceis de usinar.

No entanto, isso também aumenta o perigo de extração da ferramenta. Mesmo que apenas um cavaco fino seja geralmente removido durante operações de fresamento trocoidal, frequentemente todo o comprimento da aresta de corte da ferramenta é usado durante o processo. Isso resulta em forças axiais mais altas que forçam o operador a prestar atenção à fixação segura da ferramenta de corte. Um mandril de retração com Safe-Lock™ é a solução ideal, pois oferece mais segurança que o sistema Weldon, é mais fácil de instalar e pode ser fixado com muita precisão. O balanceamento ideal e as características de runout da tecnologia de retração em combinação com a segurança de fixação do sistema Safe-Lock™ permitem a possibilidade de maior produtividade alcançada através de velocidades permitidas mais rápidas e maior vida útil da ferramenta, tudo com garantia completa de segurança da ferramenta.

Fixação de Ferramenta Segura e Eficiente

O princípio Safe-Lock™ pode ser explicado da seguinte forma: ranhuras em forma de espiral são retificadas no eixo da ferramenta de corte, que têm o mesmo ângulo do da ferramenta. Em combinação com chavetas de accionamento de forma fechada por eletroerosão no porta-ferramenta (mandris de retração, mandris de pinça ou também mandris hidráulicos), as ranhuras impedem que a ferramenta de corte gire ou seja puxada para fora do mandril durante usinagem extrema, o que causa custos muito altos na produção de peças caras. A combinação de proteção contra extração e alta precisão de runout leva a menos vibrações e taxas de remoção de metal muito eficientes. Com isso, é possível aumentar significativamente as taxas de remoção de metal aumentando a profundidade de corte e os avanços. Além disso, o desgaste da ferramenta será reduzido.

Publicado anteriormente no site da Haimer.