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03/07/2014
Usinagem moderna X tradicional em moldes e matrizes

(*) Doron Cohen

 

(15/06/2014) - Moldes e matrizes é uma das mais antigas indústrias existentes. Os primeiros moldes fabricados foram para a produção de moedas e medalhas.

O fabricante tradicional de moldes e matrizes é muito qualificado e especializado, utilizando uma grande variedade de técnicas, que incluem a remoção de material, metalurgia, polímeros, fluxo plástico, EDM (usinagem com descarga elétrica) e a tecnologia de corte a fio (eletroerosão).

Em muitos casos, as pessoas-chave nessa indústria dizem que a fabricação de moldes e matrizes não é uma produção em série. Por isso, não há pressão para mudar suas ferramentas e tecnologias, alegando ter em sua maioria produtos diversificados uns dos outros.

Uma das formas de analisar o nível de tecnologia de um fabricante de moldes e matrizes é observar os seus métodos de usinagem e ferramentas. Tem-se a impressão, muitas vezes, que alguns fabricantes nutrem sentimentos de “lealdade” às suas antigas ferramentas e instrumentos.

Moldes e matrizes podem ser produzidos com grande variedade de ferramentas de corte, que são selecionadas e otimizadas de acordo com o processo de produção, as especificações da etapa do processo, a geometria final e a integridade da superfície, o material da peça de trabalho e suas propriedades, bem como as especificações da máquina-ferramenta e as diferentes condições ambientais.

Um fabricante tradicional de moldes e matrizes ainda usará as pastilhas de fresamento redondas nas operações de desbaste, pastilhas ISO de torneamento no desbaste em tornos e também brocas e machos de aço-rápido.

Esses fabricantes costumam dizer que tem apenas um tipo específico de furo e um ou dois tipos de roscas, então por que mudar para novas ferramentas, criando um custo mais elevado, onde a economia de tempo é tão pequena. No entanto, há uma diferença enorme, para os fabricantes que adotam as novas tecnologias. A utilização de novas ferramentas, máquinas e estratégias de corte, certamente farão diferença em longo prazo.

Como resultado na busca constante por maior produtividade, rápida remoção de material e mais processos de usinagem de baixo custo combinados com alto desempenho, a Iscar desenvolveu e introduziu novas tecnologias de corte, novas geometrias, novos substratos de metal duro e novas tecnologias de cobertura.

Conceito Tradicional: Desbaste com Pastilhas Redondas - O desbaste da cavidade de um molde ou núcleo costumava ser um conceito que dificilmente encontraria um substituto para as pastilhas redondas. Fixadas em fresas de topo ou cabeçotes de fresa,r as pastilhas redondas se tornaram bem conhecidas e ainda são amplamente utilizadas.

Há muitas aplicações de fresamento, que são aplicáveis a esse tipo de ferramentas, como faceamento, esquadrejamento, fresamento em rampas circular ou linear, e, além disso, apresentam preços de pastilhas relativamente baixos, tornando-se o principal motivo de sua ampla utilização.

No entanto, quando olhamos para cada parâmetro de corte ou aplicação do processo tradicional, tentando otimizar a eficiência do desbaste, novas tecnologias, ferramentas e estratégias de corte podem ser aplicadas e podem mudar dramaticamente o processo de fabricação em relação aos métodos tradicionais.

Quando aumentamos a profundidade de corte com pastilha redonda, a aresta de corte proporciona ângulos de ataque diferentes. Basicamente, há a necessidade de alterar os parâmetros de usinagem para cada profundidade.

Um método comum adotado pelos fabricantes é aplicar um determinado parâmetro de corte para todas as partes do molde, utilizando a mesma ferramenta - um fato que talvez seja fácil e seguro para os operadores, mas que limita a produtividade e a eficiência da operação.

 

 

 

 

 

A Iscar desenvolveu uma linha fresamento de sucesso, a Helido H600 (figura A), que permite que os fabricantes aperfeiçoem o tempo das operações em cada produto usinado. O ângulo de ataque é uma constante linear de 17° (figura B) ou 30° (figura C) para rápida remoção (FF) ou média remoção de material (MF).

Para cada profundidade de corte aplicada, os mesmos parâmetros de corte podem ser utilizados.

 

 

 

 

 

O sistema é bem aceito pelas empresas que gostam de tecnologia. Além disso, elas proporcionam elevadas taxas de remoção de material e eficiência na usinagem.

Torneamento em Desbaste com Pastilhas ISO - Durante décadas, a utilização de pastilhas ISO era o único método de torneamento para operações em tornos. A pastilha negativa de dupla-face para operações médias e de desbaste tornou-se muito popular. A operação de desbaste era comumente feita com a pastilha com ângulo de 80°, fixada com um mecanismo bem conhecido de alavanca.

Porém, sob elevadas cargas, microelevações da parte traseira da pastilha ocorrem e provocando microlascamento e quebra da aresta de corte.

Uma solução empregada é a utilização do mecanismo de fixação de topo (grampo), mas apenas para pequenas profundidades de cortes, devido ao fato de grandes cavacos danificá-lo pelo atrito.

A Iscar projetou e desenvolveu um inovador sistema trigonal de pastilha e porta-ferramenta, denominado Dove IQ Turn (fig. D), onde apresenta um sistema prismático, tipo rabo-de-andorinha nas laterais da pastilha (fig. E e F), que impede a sua movimentação, mesmo sob cargas extremamente elevadas. Isso proporciona maior vida do sistema (fig. G). 

Quem gosta de tecnologia certamente irá adotar o sistema Dove IQ Turn, mas será que o fabricante de moldes e matrizes tradicional irá adotar esse sistema?

Conclusão - O mundo metal-mecânico é constantemente atualizado por novas máquinas, software de estratégias de corte e ferramentas. Precisamos adotar essas novas tecnologias e ter em mente que testá-las trará soluções inovadoras para o dia-a-dia, comparado com o método tradicional de fabricação de moldes e matrizes. Isso leva a conclusão de que o desenvolvimento de novas ferramentas de corte combinados com os vários processos de usinagem e toda a cadeia produtiva é essencial para maior produtividade e melhor desempenho na fabricação de moldes e matrizes.

(*) Doron Cohen é gerente de Die & Mold Industry da Iscar, em Tefen, Israel