Um Novo Processo para Usinar Peças de Ligas Resistentes ao Calor Reduziu o Desgaste da Ferramenta em 15%

Quando usinar ligas resistentes parece cortar através do fogo

Ainda me lembro do som — aquele ruído agudo e abrasivo quando uma pastilha de carboneto encontra o Inconel 718 em altas taxas de avanço. As faíscas, o cheiro do fluido de corte aquecido e a frustração quando as ferramentas falham na metade do ciclo.
Se você já usinou ligas resistentes ao calor como Inconel, Hastelloy ou titânio, sabe que o desgaste da ferramenta é o inimigo invisível que consome produtividade e lucro.

Nos últimos seis meses, nossa equipe tem testado um novo processo híbrido combinando controle adaptativo de avanço e fornecimento de fluido de corte em alta pressão , projetado especificamente para esses materiais de difícil usinagem. O resultado? Uma redução comprovada de 15% no desgaste da ferramenta , e até 11% menor tempo de ciclo sem comprometer a qualidade da superfície.

O que torna as ligas resistentes ao calor tão difíceis de usinar?

As ligas resistentes ao calor (HRAs) mantêm sua resistência acima de 800°C. Embora isso seja ótimo para peças de aeronaves ou turbinas, é um pesadelo para a vida útil da ferramenta.
Problemas típicos incluem:

• Temperatura de corte excessiva levando à lascagem da aresta.

• Aresta acumulada devido à má evacuação do cavaco.

• Difusão de carboneto duro durante contato prolongado com altas temperaturas.

Antes do nosso novo processo, as pastilhas de corte muitas vezes duravam não mais que 40–50 minutos de tempo de corte antes de precisarem ser substituídas — uma rotina onerosa na produção de pequenos lotes.

O novo processo híbrido: testes no mundo real e dados

Introduzimos três alterações no processo durante a fase de teste em um Centro de torneamento DMG Mori NLX 2500 utilização Pastilhas Kennametal KC5010 e Inconel 718 barras (Ø80 mm).

Ponto principal:
A algoritmo de avanço adaptativo ajusta automaticamente a taxa de avanço com base na resistência ao corte. Quando a ferramenta encontra pontos mais duros ou aumento de temperatura, o avanço é momentaneamente reduzido, evitando micro-rebarbação e estabilizando a progressão do desgaste da ferramenta.

Enquanto isso, jatos de refrigeração de alta pressão a 12 MPa melhoram a evacuação de cavacos, reduzindo a temperatura de contato em aproximadamente 80°C , com base em nossas leituras de termopar dentro da máquina.

Por que isso é importante para a aquisição e planejamento da produção

Para compradores industriais e engenheiros de produção, essa melhoria se traduz diretamente em eficiência de custos.

• 15% de vida útil maior da ferramenta significa menor consumo de pastilhas por lote.

• tempos de ciclo 11% mais curtos levam a uma produção mais rápida.

• Acabamento superficial consistente reduz retrabalho na inspeção.

Se você está usinando HRAs em aeroespacial , energia , ou médico aplicações, integrar o controle adaptativo de avanço com refrigeração de alta pressão pode compensar rapidamente os custos de atualização do equipamento — geralmente em menos de três meses de produção .

Como implementar este processo na sua fábrica

Aqui está um roteiro simples caso você esteja considerando adotar este método:

1. Atualize o sistema de refrigeração – Utilize bombas capazes de 10–15 MPa.

2. Instale software de monitoramento de avanço – Disponível na maioria dos controladores CNC modernos.

3. Selecione pastilhas de carboneto revestido – Escolha revestimentos TiAlN ou AlTiN com alta estabilidade de dureza em altas temperaturas.

4. Execute cortes de teste – Inicie com 90% dos seus parâmetros de corte atuais e ajuste de forma adaptativa.

5. Monitore a taxa de desgaste – Utilize um microscópio de ferramentas para quantificar a largura de desgaste (VB) a cada 15 minutos de operação.

Dica: Muitos controladores CNC, como FANUC e Siemens, permitem ajuste dinâmico da taxa de avanço vinculado à carga do fuso — permitindo controle adaptativo semi-automatizado sem grandes investimentos em software.

Conhecimento especializado: Para onde esta tecnologia está caminhando

O próximo passo na otimização de usinagem é Análise preditiva baseada em IA , onde sensores monitoram vibração, força de corte e temperatura para prever falhas nas pastilhas antes que ocorram.
Já começamos a testar isso em nossa linha de produção — os dados iniciais indicam mais um ganho de 5–8% na utilização das ferramentas .

Para equipes de compras que avaliam fornecedores, fábricas que integram avanço adaptativo e otimização de refrigeração terão vantagens claras em tempo de ciclo, integridade superficial e custo por peça — especialmente em componentes de ligas de alto valor para os setores aeroespacial e médico.