(31/01/2010) – Em fevereiro será concluído o Projeto Temático “Usinagem com altas velocidades de corte – HSM”, realizado por um grupo de pesquisadores de várias universidades e institutos de pesquisa: USP de São Carlos, Poli-USP, Unicamp, Unimep e ITA. Iniciado em 2006, o trabalho – que tem apoio da Fapesp e foi coordenado pelo professor Escola de Engenharia de São Carlos da USP Reginaldo Teixeira Coelho – apresentou avanços em diversas operações de usinagem.
Para o coordenador, a HSM (high speed machining) é estratégica para a indústria brasileira, uma vez que está impondo novos padrões de produtividade e qualidade ao setor. “A HSM não só economiza tempo de produção como proporciona maior precisão dimensional e melhor acabamento para as peças usinadas”, afirma.
Concebida no início do século 20, a técnica só chegou à prática no fim da década de 1980. Permitindo o uso de velocidades cinco a 10 vezes maiores que as utilizadas em usinagens convencionais, os desafios para a sua execução envolvem o desenvolvimento de três áreas distintas: máquinas, ferramentas e software. “Os atuais programas para usinagem são extremamente longos, e não é mais possível escrevê-los manualmente como se fazia no passado”, explica Coelho, ressaltando que somente cinco empresas no mundo comercializam softwares adequados para HSM.
“A tecnologia também depende de ferramentas especiais, fabricadas e revestidas de materiais mais duros, como os de nitreto de titânio-alumínio ou nitreto de cromo-alumínio. Já as máquinas precisam ser especialmente projetadas para o desempenho em alta velocidade. Partes móveis, como os ‘carros’, devem ser extremamente leves ou a inércia impedirá a usinagem em HSM”, observa.
Outra vantagem é a dispensa de fluidos de corte. Na usinagem convencional, é necessário utilizar óleo ou emulsão de óleo com água para proteger a peça fabricada e a ferramenta do calor gerado pelo atrito e formação de cavacos. Com a alta velocidade, no entanto, o tempo de contato da ferramenta com a peça é tão pequeno que as partes pouco se aquecem, proporcionando um processo adiabático (ausência de troca de calor). Quando muito, é utilizado apenas ar comprimido. Nas pesquisas, o grupo da USP inovou com o uso de ar gelado em alguns processos.
TECNOLOGIA ESTRATÉGICA – Por confeccionar peças em muito menos tempo, a HSM representa um considerável ganho de produtividade, além de proporcionar precisão dimensional e baixa rugosidade, menor que um mícron (0,001 mm), o que significa uma superfície extremamente lisa e adequada para moldes de injeção de plástico. “O ganho com a tecnologia de alta velocidade pode ser ainda mais impactante no caso de ser utilizada na fabricação de peças, moldes e ferramentas de conformação para os setores aeronáutico e de termeletricidade”, avalia Coelho.
Com a HSM, um molde da indústria de injeção de plásticos, por exemplo, pode ser fabricado na metade do tempo gasto pelo processo convencional. Se o material das peças for de corte fácil, como compósitos à base de resina ou ligas de alumínio, esse tempo cai para um décimo do período de usinagem comum.
“No Brasil, uma empresa espera em média seis meses entre a encomenda do molde e o início de sua utilização. Isso, dentre outros fatores, leva indústrias de grande porte a encomendar moldes no exterior”, informa o coordenador. Por esse motivo, estima que a HSM será cada vez mais estratégica para o Brasil.
O próximo passo do grupo é aprimorar a pesquisa, desenvolvendo a chamada usinagem de alto desempenho, conceito que integra à HSM o desenvolvimento mecânico e eletrônico das máquinas-ferramentas otimizados por ensaios virtuais, antes mesmo da fabricação, a fim de corrigir erros de projeto sem a necessidade de construir vários protótipos.
“Esse novo campo também inclui a microusinagem, com a confecção de peças ou de seus detalhes, que sejam menores que 1 mm. Componentes de celulares, instrumentos médicos e odontológicos e microrreatores, por exemplo, dependem de processos de fabricação nessa escala”, explica.
* Texto produzido a partir de reportagem de Fábio Reynol para a Agência Fapesp
Em rosqueamento, em particular, foram obtidos resultados superiores aos de pesquisas realizadas em outros países, incluindo os Estados Unidos. “Nossos resultados se igualam àqueles obtidos por laboratórios tradicionais na Alemanha, precursores dessa tecnologia”, comemora Coelho.
