Hellen Souza, da redação

 

Uma equipe de pesquisadores alemães trabalhou nos últimos anos no desenvolvimento de um material tecnologicamente superior e sustentável para a produção de moldes de microinjeção. Seu objetivo era aumentar a eficiência e a relação custo-benefício da usinagem de alta precisão de ligas de alumínio, expandindo a sua prática em ambientes industriais.

O desenvolvimento foi feito pelo Instituto Fraunhofer para Máquinas-Ferramenta e Tecnologia de Conformação (IWF), na Universidade Técnica de Berlim, e foi baseado no uso de carbeto de tungstênio sem aglomerante (bWC) como material para a ferramenta de corte.

 

Um artigo recente da revista Futur, da Universidade de Berlim, informa que o bWC é composto por 99% de carbeto de tungstênio, contendo menos de 0,2% de cobalto como ligante. Isso eliminaria as tensões intrínsecas que levam ao enfraquecimento da fase ligante, e que surgem em temperaturas de processo acima de 450 graus Celsius. Consequentemente, o carbeto sem aglomerante é 52% mais duro do que o carbeto de tungstênio-cobalto (WC-Co), o que o torna significativamente mais resistente ao desgaste abrasivo causado por partículas duras, cantos vivos e variações de tensão na superfície do material a ser usinado.

 

O desenvolvimento foi feito em parceria com a empresa Sommertools, que processou cilindros semiacabados de metal duro por brasagem, formando blanques compostos em processos de retificação de múltiplos estágios para produzir as fresas destinadas à usinagem das ligas de alumínio.

Imagem: Fraunhofer IPK/Larissa Klassen

 

Microusinagem com mais precisão

Os pesquisadores concluíram que as ferramentas são significativamente mais homogêneas, tendo o lascamento médio da aresta de corte reduzido em 60%, para menos de 0,1 micrômetro. Seu desempenho foi avaliado na usinagem de uma liga de AlMgSi1, com a realização de 125 testes utilizando cinco estratégias convencionais de fresamento: corte de alta velocidade, corte de alto desempenho, microusinagem e corte com alto avanço.

 

Em média, as ferramentas de metal duro sem aglomerante alcançaram uma rugosidade superficial 34% menor do que as ferramentas de fresamento de carbeto de tungstênio-cobalto em todas as estratégias, variando de 15% na microusinagem a 64% no fresamento convencional. Somente no corte com alto avanço os dois tipos de ferramentas apresentaram desempenho comparável. Os testes mostraram ainda que o carbeto de tungstênio sem ligante apresentou um valor de desgaste 25% menor do que as ferramentas de fresagem convencionais de carbeto de tungstênio-cobalto.
 

Os testes efetuados visaram principalmente à fabricação de moldes de injeção em ligas de alumínio para produção de microcomponentes, operação que exige o mais alto nível de precisão para produzir estruturas muito complexas ou muito pequenas com precisão micrométrica.

 

"Os resultados mostram que o metal duro sem aglomerante é muito mais do que apenas um material alternativo aos atualmente utilizados para usinagem de ligas de alumínio", afirmou Niklas Maschke, assistente de pesquisa do IWF da Universidade Técnica de Berlim, complementando que o metal duro sem aglomerante combina a nitidez de corte necessária para a microusibagem e a manufatura de precisão com alta estabilidade.

 

Maschke e sua equipe demonstraram que suas ferramentas de fresagem de metal duro sem aglomerante podem produzir moldes de injeção com superfícies de alta qualidade, menor desgaste e maior confiabilidade do processo.

 

 

Saiba mais sobre microusinagem lendo o artigo técnico sobre o tema nesta edição digital da Máquinas e Metais.

 

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