Software CAM desempenha papel fundamental no sucesso da usinagem aerospacial 5 eixos de oficinas
Linda Tool | Brooklyn, Nova Iorque, EUA
A abordagem do processo é o que levou a pesquisa da Linda a uma solução para usinar com sucesso o forjamento de 7.075 trens de pouso de alumínio. Eles estavam avaliando o pacote de software CAM avançado hyperMILL® e focados nos recursos do hyperMILL® MAXX Machining, que foram altamente recomendados, e entendemos que um dos seus recursos de programação inovadores era a capacidade de aumentar consideravelmente as taxas de remoção de material através de fresas cônicas barril.
Depoimento do cliente: Linda Tool sobre hyperMILL®
Para se desenvolverem no mundo da fabricação atual, as oficinas precisam consolidar as operações, automatizar-se, aumentar a eficiência, capturar e analisar dados e muito mais, para aproveitar totalmente as oportunidades
de indústrias prósperas, como a aerospacial. Conseguir isso requer não só equipamento de alta precisão
e tecnologia avançada. Requer também uma abordagem de estratégia e processo bem definida. Esse foi precisamente o caminho que a Linda Tool, uma oficina da cidade de Nova York, percorreu, mesmo em meio a uma grande recessão.
O Sr. Mike DiMarino, proprietário da Linda Tool, chegou a essa conclusão em 2008 quando a fabricação, como muitas outras indústrias, estava gravemente debilitada. “No início da grande recessão, quando os negócios desaceleraram até ficarem escassos, percebemos que o modelo antigo de um operador por máquina era totalmente insustentável”, disse DiMarino. “Assim, analisamos seriamente nossa situação e decidimos que,
se quiséssemos ter um futuro, seria necessária uma estratégia totalmente nova. “Um dos gatilhos iniciais que nos levaram a essa percepção ocorreu devido a uma decisão que tomamos para buscar uma usinagem mais avançada após termos uma oportunidade de fabricar peças para um grande fornecedor aerospacial”, continuou DiMarino. “Embora seguramente tenha havido um elemento de risco, decidimos apostar tudo, tornando-nos um fornecedor aerospacial de segunda categoria qualificado da doca ao estoque e com certificação AS9102.”
Uma meta elevada como essa exigiria muitos movimentos, começando com a usinagem 5 eixos e ferramentas avançadas. Para uma oficina cujo pilar era o torneamento, com operações de fresamento secundárias em VMCs convencionais, foi um grande passo. Inabalável, DiMarino foi em frente e adquiriu a tecnologia necessária.
No processo, ele e o Sr. Dave Holmes, Gerente de Produção da Linda Tool, aprenderiam que, além das ferramentas 5 eixos e inovadoras, o sucesso da usinagem aerospacial seria igualmente impossível sem o software CAM correto para executar o trabalho.
“Desejamos um processo altamente eficiente
e estável e funcionou perfeitamente. Estamos muito satisfeitos”.
Dave Holmes, Gerente de Produção da Linda Tool
Desafiando a norma
Seja sua usinagem de precisão na cidade de Nova York, alcançando um status ecologicamente correto, seja tomando decisões radicais durante a grande recessão, a Linda Tool desafia a norma. Fundada em 1952, hoje a oficina de 28 pessoas, localizada na seção Red Hook do Brooklyn, é um edifício calmo e discreto junto ao meio-fio. Mas, uma vez que entramos, ouvimos um zumbido de precisão na fabricação vindo dos equipamentos de última geração do chão de fábrica, que variam desde centros de usinagem de 3, 4 e 5 eixos a tornos multitarefas, CMMs e muito mais, para manuseio de um fluxo constante de trabalho nos setores aerospacial e de defesa, industrial, médico, petróleo e gás e comunicações. Literalmente acima da oficina é ainda mais interessante – o telhado inteiro consiste de um jardim onde os funcionários cultivam vegetais e flores em solo projetado. A Linda Tool se esforça para reduzir sua pegada de carbono. Todas as máquinas são equipadas com coletores de vapor, um sistema HVAC com filtragem HEPA funciona o dia todo, o telhado verde possibilita as reduções de energia para aquecimento e resfriamento e todo o lixo é reciclado.
Talvez o elemento mais importante da abordagem não convencional da Linda Tool é o processo de produção
em si, que começa pelo final, não pelo começo. “Uma faceta importante da nova estratégia que desenvolvemos em 2008 foi determinar primeiro cuidadosamente a peça finalizada e, em seguida, mapear cada passo em toda
a oficina, o que é necessário para garantir que a peça atenda ou supere as especificações”, explicou Holmes“. Começa quando decidimos fazer com que todas as peças e cada etapa do processo em toda a oficina seja documentado, economizando tempo e maximizando a qualidade e o resultado. Trabalhamos em equipes, aplicando uma abordagem de processo de fabricação”.
Descobrindo uma nova perspectiva
A abordagem do processo é o que levou a pesquisa da Linda a uma solução para usinar com sucesso
o forjamento de 7.075 trens de pouso de alumínio. “Quando uma grande oportunidade aerospacial surgiu em nosso caminho-- uma peça plana em formato de ferradura com cantos internos encaçapados, tentamos encontrar uma maneira de usinar de forma eficiente a peça cortando a face, realizando fresamento com eixo variável ou usando uma fresa de topo de ponta esférica”, disse Holmes. “Investimos em uma tecnologia 5 eixos de ponta com o centro de usinagem Hermle C22, a melhor máquina para a peça, mas não tínhamos certeza de como atacá-la.
Precisávamos de uma solução mais prática para obter o máximo resultado e eficiência. “Estávamos avaliando
o pacote de software CAM avançado hyperMILL® da OPEN MIND Technologies AG e focados nos recursos do hyperMILL® MAXX Machining, que foram altamente recomendados, e entendemos que um dos seus recursos de programação inovadores era a capacidade de aumentar consideravelmente as taxas de remoção de material através de fresas cônicas barril – também conhecidas como fresas de topo de segmento circular.” A OPEN MIND desenvolveu o conceito de usinagem fresa cônica barril com ferramentas pontiagudas que também possuem um raio grande em direção à ponta. Por fim, o software, combinado com as fresas de topo, economiza até 90% do tempo que uma máquina convencional com ferramentas de ponta esférica levaria.
As fresas de topo de segmento circular da Emuge possuem uma forma cônica em direção à fresa em branco que
é moldada com um raio extra grande. O raio grande em contato com o material reduz consideravelmente
a quantidade de deslocamentos laterais necessários, pois percursos muito mais largos podem ser feitos em cada passo da ferramenta, removendo mais material por percurso da ferramenta em superfícies planas, superfícies reguladas e cavidades internas.
“Trabalhamos de perto com a Emuge e a OPEN MIND para programar a peça e realizar testes de corte”, disse Holmes. “Desejamos um processo altamente eficiente e estável e funcionou perfeitamente. Estamos muito satisfeitos”.
Galeria
hyperMILL® MAXX Machining – tecnologia inovadora para uma grande economia de tempo e superfícies perfeitas
A necessidade de manter ângulos precisos de engajamento e percursos de ferramenta dedicados, que sejam únicos para diferentes tipos de ferramentas de segmento circular, faz o software CAM ser essencial no uso de ferramentas de segmento circular. Nesta captura de tela, você pode ver uma seção especialmente complicada de uma peça sendo usinada com ferramentas de segmento circular.
Peça aeroespacial programada com o hyperMILL®
Hyper-satisfeitos
Os testes confirmaram que a Linda Tool sabia – que a tecnologia 5 eixos de ponta é o facilitador principal do sucesso da usinagem aerospacial e nada disso é possível sem uma poderosa solução de software CAM.
E embora a Linda Tool tenha deliberadamente implementado a nova operação 5 eixos através da Hermle e do software hyperMILL® MAXX Machining em um ritmo lento e regular por um período maior do que entre 3 e 6 meses para que a oficina fosse totalmente aclimatada à abordagem, não foi uma surpresa quando Holmes testemunhou repetidos sucessos sem qualquer percalço. “Temos consciência de que a OPEN MIND foi um dos primeiros desenvolvedores CAM a lidar com a tecnologia de usinagem 5 eixos, portanto confiamos no hyperMILL®”,
disse Holmes. “Desde o início, obtivemos peças perfeitas”.
O conjunto de software CAM hyperMILL® possibilita estratégias 5 eixos poderosas para usinagem de geometrias desafiadoras, superfícies de forma livre e profundas cavidades com níveis máximos de eficiência. Dependendo
da geometria e da cinemática da máquina, um usuário pode escolher uma usinagem 5 eixos com um ângulo de ferramenta fixo, indexação automática ou usinagem simultânea real. Todos os percursos da ferramenta são gerados de modo totalmente automático, com verificação e prevenção de colisões.
O pacote de desempenho do hyperMILL® MAXX Machining oferece três poderosos módulos para furação, desbaste e acabamento que possibilitam a obtenção das mais altas taxas de produtividade de usinagem. A furação helicoidal 5 eixos abre grandes áreas antes do desbaste, usando uma fresa padrão e usa um percurso de ferramenta helicoidal 5 eixos para remover material e eliminar cavacos de forma eficiente. Por último, a usinagem confiável do módulo de desbaste inclui ciclos para percursos de ferramenta espiral e trocoidal, bem como opções que identificam grandes triângulos ou círculos em componentes para usiná-los de forma ideal com percursos
de ferramenta simples, completando a cavidade ao identificar as regiões com material remanescente. O ajuste da taxa de alimentação dinâmica de acordo com as condições de corte reais garante constantemente o fresamento
às mais altas taxas possíveis. Isso resulta em percursos de fresamento ideais, com máxima remoção de material. O desbaste de alto desempenho de faces de componentes prismáticos e curvados com técnicas 5 eixos é compatível.
Os algoritmos inovadores no software CAM hyperMILL® garantem que um volume constante de cavacos seja continuamente removido. Isso permite taxas de utilização elevadas sem expor a ferramenta a pressões excessivas, resultando em velocidades de desbaste de até 70% mais elevadas do que o fresamento convencional.
Com a usinagem de plano tangente 5 eixos inovadora do hyperMILL®, a OPEN MIND desenvolveu uma capacidade única para usinagem de plano que possibilita reduções de tempo de ciclo de até 90 por cento quando usadas com fresas cônicas barril. Além disso, as larguras do passo lateral de seis a oito mm ou mais são possíveis com os raios grandes das fresas cônicas barril, resultando em acabamentos de superfície excepcionalmente suaves e uma vida útil da ferramenta mais longa.
A usinagem de plano tangente 5 eixos e a usinagem tangente 5 eixos, que é implementada na peça do trem de pouso da Linda Tool e adaptam-se bem a planos acessíveis e difíceis de alcançar, possibilitando também um alto grau de precisão que ultrapassa bastante o que é possível para uma usinagem com uma fresa esférica. Os valores de rugosidade mensurada são frequentemente de cinco a dez vezes mais precisos que a usinagem com fresas de esferas.
O pós-processamento com o software hyperMILL® é virtualmente impecável e possivelmente o mais confiável da indústria. “O pós-processamento do hyperMILL® é rápido, mas o que nos impressionou mais foi sua confiabilidade e reprodutibilidade”, explicou Holmes. “Eu estava um pouco cético no início quando a OPEN MIND o implementou e nos deu o sinal verde, mas ela estava certa. O processo é tão estável e comprovado em nossa oficina que não temos que verificar as peças quando as executamos. De fato, poderíamos ter economizado pelo menos 2 meses se tivéssemos ouvido a OPEN MIND no início e confiado que tudo funcionaria imediatamente. “O software funciona bem e é tão essencial para nosso rendimento que estamos planejando integrar toda a oficina ao hyperMILL®. Isso também ajuda a termos um relacionamento forte. A parceria com a OPEN MIND tem sido bem-sucedida. Seu suporte é excepcional e responsivo”, disse Holmes. Anna Litovskaya, programadora na Linda Tool, acrescentou: “estou muito satisfeita com o hyperMILL®. Ele ajudou bastante e agora o tenho utilizado para quase todos os programas de peças que fazemos.”
Voando alto
Muita coisa mudou na Linda Tool desde que sua nova estratégia foi implementada quase 10 anos atrás. O negócio dobrou de tamanho e agora é um fabricante aerospacial estabelecido, embora o efetivo na oficina continue o mesmo – o que é revelador. “Três quartos dos nossos funcionários costumavam manusear o equipamento. Hoje menos da metade faz isso”, observou DiMarino. “Estamos mais flexíveis, os funcionários ficaram mais habilidosos e trabalham em equipes em uma abordagem de processo bem definida.” De fato, a tecnologia também desempenhou um enorme papel nesse crescimento.
“A parceria com tecnologistas de ponta como a OPEN MIND também desempenhou um papel fundamental nesse sucesso. Não estaríamos onde estamos hoje sem eles”, resumiu DiMarino.