A fresagem moderna, como método de corte de metal, originou-se no final do século XVIII e rapidamente se tornou uma das principais tecnologias de usinagem. Hoje, é difícil imaginar qualquer oficina de máquinas sem máquinas de fresar no chão da fábrica. A fresagem é um processo essencial na manufatura.

A fresagem, é uma parte integral da tecnologia de usinagem, impulsionada pelas crescentes demandas da manufatura. No entanto, existem aspectos específicos que impactam o avanço da fresagem de maneira específica.

Hoje, estamos testemunhando mudanças significativas na manufatura que terão consequências profundas no desenvolvimento das direções da fresagem. Essas mudanças são impulsionadas por vários fatores, como a crescente precisão da conformação de metal através do investimento em corte de precisão e forjamento de precisão, a adoção generalizada de impressão 3D, o crescente uso de novos materiais compostos e sinterizados, a necessidade de aumentar a produtividade na usinagem de superligas refratárias e graus de titânio difíceis de cortar, e o forte foco em carros elétricos e híbridos na indústria automotiva, contribuindo para essas mudanças. Além disso, avanços em máquinas-ferramentas multi-eixo abriram novas possibilidades para usinagem precisa de peças complexas e permitiram a implementação de novas estratégias de corte para melhorar a produtividade. Em processos tecnológicos modernos, há uma tendência de reduzir significativamente a quantidade de estoque de usinagem destinado a operações de fresagem, enquanto simultaneamente aumentam os requisitos para acabamento de superfície e precisão.

Portanto, o avanço na fresagem é impulsionado pela necessidade de maior produtividade, mais precisão e sustentabilidade nas operações de fresagem. Consequentemente, os principais desenvolvimentos na fresagem podem ser caracterizados da seguinte maneira:

• 1. O foco da remoção rápida de metal é aumentar a taxa de remoção de metal (MRR) para alcançar maior produtividade aumentando significativamente a velocidade de corte ou avanço por dente. Isso é alcançado através de técnicas como fresagem de alta velocidade (HSM) e, em operações de desbaste, fresagem de alto avanço (HFM).
• 2. A fresagem de precisão fornece maior precisão nas operações de fresagem.
• 3. A fresagem multi-eixo é caracterizada pela utilização de centros de usinagem multi-eixo para permitir operações de fresagem complexas.
• 4. A fresagem adaptativa visa desenvolver sistemas de fresagem inteligentes que possam se adaptar às mudanças de condições durante o processo de usinagem.
• 5. A fresagem sustentável visa reduzir o impacto ambiental das operações de fresagem. Isso envolve o desenvolvimento de fluidos de corte ecologicamente corretos, reciclagem e reutilização de materiais, e o uso de máquinas-ferramentas e fresas energeticamente eficientes.

O sucesso nessas áreas depende da sinergia de vários componentes-chave, a saber, máquinas-ferramentas, ferramentas de corte e sistemas de engenharia auxiliada por computador (CAE). A fresagem de alta velocidade, por exemplo, necessita de tecnologias de máquinas-ferramentas capazes de lidar com velocidades rotacionais excepcionalmente altas, bem como materiais de corte avançados e revestimentos para ferramentas de fresagem. Simultaneamente, melhorar a precisão das operações de fresagem requer não apenas fresas com tolerâncias mais estritas, mas também sistemas de controle aprimorados e acionamentos de motor linear. No caso da fresagem multi-eixo, o avanço está na adição de eixos de movimento mais efetivamente controlados, juntamente com a aplicação de geometrias de corte apropriadas para ferramentas de fresagem. A fresagem adaptativa, por outro lado, incorpora inovações como o uso de sistemas de monitoramento de última geração, sensores altamente sensíveis e algoritmos eficientes para otimizar dados de corte e caminhos de ferramentas em tempo real. Além disso, os avanços em sustentabilidade requerem estratégias de fresagem energeticamente eficientes que empreguem máquinas-ferramentas adequadas, ferramentas de corte e técnicas de refrigerante ecologicamente corretas.

A fresagem com pastilhas intercambiáveis reflete as formas de avanço que apresentam pastilhas de corte intercambiáveis em operações de usinagem.

• a) O uso de materiais de pastilha avançados é um processo contínuo para melhorar os materiais de corte para pastilhas de fresagem intercambiáveis, incluindo o desenvolvimento de graus de carboneto avançados, cerâmicas e materiais de corte ultra-duros.
• b) As tecnologias de revestimento com P&D contínuo buscam novos revestimentos para melhorar a resistência ao desgaste e ao calor, enquanto melhoram a lubrificidade.
• c) A geometria de corte progressiva otimiza a geometria de corte e a topologia de formação de cavaco das pastilhas para melhorar a ação de corte, diminuir as forças de corte e o fluxo de cavaco nas operações de fresagem.
• d) A utilização eficaz do material de corte incorpora design inteligente de pastilha para fornecer o máximo de arestas de corte intercambiáveis sem reduzir as capacidades de corte.

Além disso, o curso separado sobre manufatura inteligente requer a integração da digitalização nas operações de fresagem e ferramentas de fresagem. Referindo-se às ferramentas de fresagem, gêmeos digitais e aplicações de software apropriadas já se tornaram características "obrigatórias" de uma gama abrangente de ferramentas.

Como os produtores de ferramentas de corte podem enfrentar o desafio? Quais soluções de ferramentas de fresagem fornecerão a resposta certa às tendências emergentes? O campo da fabricação de ferramentas de corte, frequentemente considerado conservador na metalurgia, é capaz de fornecer uma resposta oportuna às demandas atuais? Os avanços recentes da ISCAR fornecem maiores insights sobre esses assuntos.

A fresagem trocoidal de alta velocidade envolve seguir um caminho de ferramenta curvilíneo para manter uma carga constante na aresta de corte, eliminando assim picos repentinos de carga durante a entrada do material. Essa estratégia é altamente eficiente para fresar ranhuras profundas, bolsões e cavidades, especialmente em casos de baixa estabilidade de usinagem. Além disso, a fresagem trocoidal mostrou excelentes resultados ao trabalhar com materiais desafiadores, como aços duros ou superligas de alta temperatura (HTSA).

A família CHATTERFREE EC-E7/H7-CF é uma nova família de fresas de topo de carboneto sólido multicanal, que são destinadas especialmente para técnicas de fresagem trocoidal. O design geométrico da família inclui diferentes ângulos de hélice e passos angulares variáveis para melhorar o comportamento dinâmico. Essas fresas estão disponíveis em uma gama de razões de comprimento de corte para diâmetro (Fig. 1).

Com a ajuda de máquinas-ferramentas modernas, a fresagem altamente produtiva de ligas de alumínio pode ser alcançada em velocidades de fuso extremamente altas, atingindo até 33000 rpm. Para atender a esse desafio de usinagem, a ISCAR desenvolveu fresas de fresagem intercambiáveis de 90° que acomodam pastilhas de grande tamanho para uma profundidade de corte de até 22 mm (.870") (Fig. 2). As fresas foram especificamente projetadas para eliminar o deslocamento radial da pastilha, que pode ocorrer devido às altas forças centrífugas geradas durante velocidades rotacionais muito altas.

A fresagem de alto avanço (HFM) tornou-se um método amplamente adotado para usinagem de desbaste eficiente de superfícies complexas e planas. A ISCAR oferece uma gama abrangente de produtos HFM para atender às demandas de várias aplicações industriais. Recentemente, a gama foi expandida com novas adições. A família LOGIQ-4-FEED de ferramentas HFM, apresentando insertos específicos em forma de osso (Fig. 3), agora inclui ferramentas com insertos maiores. Esses novos produtos ampliam significativamente a gama de aplicações, particularmente na fresagem de alto avanço de cavidades de grande tamanho na indústria de Moldes e Matrizes. Outra adição é NEOFEED, uma família de ferramentas HFM com pastilhas quadradas duplas, fornecendo 8 arestas de corte para melhor relação custo-benefício.

Os avanços em máquinas-ferramentas multi-eixo e sistemas CAD/CAM deram origem à fresagem precisa de formas complexas com estoque de usinagem mínimo, usando fresas de topo em forma de segmento ou cilindro. O programa da ISCAR para essas fresas abrange três conceitos de design: um design de carboneto sólido, uma cabeça MULTI-MASTER intercambiável e uma abordagem de uma única pastilha (Fig. 4).

Ao fresar superligas de alta temperatura (HTSA), cerâmicas de corte oferecem a capacidade de aumentar substancialmente as velocidades de corte. De fato, as velocidades de corte podem atingir até 1000 m/min (3300 sfm). As ferramentas cerâmicas mais recentes da ISCAR incluem fresas de topo cerâmicas sólidas e fresas de fresagem intercambiáveis com pastilhas cerâmicas redondas duplas. O design duplo visa maximizar a utilização de graus de material cerâmico, como cerâmica "preta", cerâmica reforçada com whisker e SiAlON (um tipo de cerâmica à base de nitreto de silício).

Esses exemplos selecionados servem como boas ilustrações das principais direções de avanço nas ferramentas de fresagem. À medida que novas demandas surgem, novas soluções são necessárias, e esses novos desafios alimentarão a busca por designs de ferramentas inovadores.