São Paulo, 25 de Maio de 2019

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    O desafio de usinar blocos de motor bimetálicos


    (10/03/2019) - Para reduzir as emissões de dióxido de carbono, há uma atenção especial em relação ao peso, para todos os tipos de veículos - aviões, barcos, carros, caminhões, dentre outros. Veículos mais leves significam uma redução direta na pegada de carbono.

    Para atender a essas demandas, vários fabricantes de motores automotivos têm desenvolvido blocos de motor leves bimetálicos, onde o corpo principal é feito de uma liga de alumínio e silício e o revestimento, exposto a altas cargas mecânicas e térmicas, é feito de ferro fundido cinzento (CGI). A combinação é mecanicamente confiável e substancialmente mais leve do que os tradicionais blocos de motor de ferro fundido. Porém, usiná-los pode ser um pouco complicado, visto que as propriedades mecânicas dos dois metais são muito diferentes.

    "O faceamento da face exposta à combustão é uma das últimas operações em um bloco de motor. Um erro nessa etapa significa que você pode ter que descartar toda a peça, o que é muito dispendioso", diz Phillipe Andre, engenheiro de aplicações automotivas globais da Sandvik Coromant.

    Ao usinar uma peça bimetálica, a mesma pastilha está envolvida no corte simultâneo de dois materiais com propriedades térmicas e mecânicas muito diferentes. Enquanto a liga de alumínio torna-se macia e pastosa a temperaturas elevadas, o CGI é uma contrapartida frágil de alta resistência. Vida útil limitada da ferramenta, acabamento superficial ruim, formação de rebarbas, riscos na superfície faceada e escamação no revestimento são desafios comuns; falhas que são inaceitáveis em uma peça que tem de funcionar com perfeição.

    "Além disso, a indústria automotiva é altamente automatizada, o que implica em um grande volume de produção sem a presença de pessoas. Imagine o custo das trocas irregulares e frequentes de pastilhas ou, o que é ainda pior, a quebra repentina de uma pastilha", diz Emmanuel David, gerente de Produto Global Automotivo na Sandvik Coromant.

    Portanto, vida útil da ferramenta confiável, acabamento superficial, repetibilidade e um processo estável foram os principais aspectos focados quando a equipe automotiva se propôs a desenvolver novas soluções para os fabricantes de motores automotivos.

    "Nunca subestime a necessidade de bons acabamentos superficiais nesta operação. A escamação no revestimento ou mesmo um pequeno arranhão na superfície pode resultar em vazamentos, desempenho inferior e, eventualmente, aumento de emissões", explica Phillipe.  

    Para atender às diferentes demandas dos clientes, as equipes da Sandvik Coromant da França e da Suécia desenvolveram duas soluções: uma ferramenta de faceamento, M610, para linhas transfer ou máquinas CNC e, juntamente com ela, um processo de usinagem completamente novo para ser utilizado em centros de usinagem. A fresa M610 é uma combinação inovadora de projeto e pastilhas. As pastilhas têm ângulos de corte radial e axial e preparação especial da aresta, juntamente com os formatos que atendem aos requisitos de acabamento superficial e de tolerância para o fresamento dos dois materiais. "Uma característica importante na M610 é o fato de a fresa não precisar de nenhum ajuste, a fresa patenteada proporciona uma superfície de alta qualidade com basicamente nenhum set-up. Esta é uma solução que se adapta à fabricação de motor onde é necessário o contato total do diâmetro da fresa sobre a superfície a ser faceada, diz Phillipe.

    "A fresa de facear M610 forneceu excelentes resultados nos inúmeros testes realizados pelos clientes. O batimento radial é próximo de zero, sem rebarbas, lascamento ou arranhões na superfície", diz David.

    Complementando as funcionalidades da M610, o novo método de usinagem de bimetais elabora um percurso inteligente para a ferramenta, que começa no revestimento CGI. Ao terminar, a ferramenta se move para a liga de alumínio e, dessa forma, as pastilhas raramente estão em contato com os dois metais ao mesmo tempo. O novo método se baseia no conceito de fresamento de acabamento com alta velocidade CoroMill 590, com pastilhas de CBN, e demonstrou excelentes resultados.

    Essa solução se adequa à fabricação de motor onde a flexibilidade é exigida ou quando não há necessidade de todo o diâmetro da fresa estar em contato com a peça usinada.

    "Ambos os conceitos ajudarão a indústria automotiva em sua ambição de produzir motores mais ecológicos. Até agora, os fabricantes de motores estão ficando muito frustrados com a operação de faceamento da face bimetálica exposta à combustão. Vemos uma enorme demanda na qual ambas as soluções podem suprir muito bem", conclui David.

    Fonte: Metalworking World


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