Tudo sobre alumínio

Maquinistas e fabricantes de ferramentas são um grupo resistente e pouco temem. Muitos conquistaram o mundo da manufatura com pouco mais que um conjunto de micrômetros e uma lima. A maioria sobreviveu a encontros com engenheiros, inspetores de qualidade e temidos profissionais de segurança.

A única coisa que assusta esse grupo de profissionais de manufatura rabugentos são os materiais difíceis de usinar. Ser designado para quebrar machos, perfurar brocas e geralmente agravar metais como aço inoxidável, Hastelloy e Inconel é a principal ansiedade desses profissionais. Todos eles anseiam por empregos no alumínio.

O alumínio é leve, limpo e fácil de usinar, e é por isso que os maquinistas gostam de trabalhar com ele. As ligas de alumínio chegam sem incrustações, sujeira e óleos porque os processos de fabricação do alumínio são mais limpos do que os de outros materiais. O alumínio também é um dos materiais menos densos comumente usados ​​na fabricação, tornando o metal fácil de manusear. Mais importante ainda, é um material dúctil, o que descomplica os processos de fabricação e usinagem.

As pessoas às vezes perguntam: “Quão rápido você consegue usinar alumínio?” A resposta é tão rápido quanto uma máquina funciona. Como o alumínio é fácil de usinar, existe uma ampla gama de velocidades de corte efetivas. O alumínio é muito tolerante e pode ser usinado com sucesso usando uma ampla gama de parâmetros de corte. A natureza misericordiosa do alumínio o torna um material ideal para treinar estudantes, testar novos programas CNC e criar demonstrações interessantes de máquinas-ferramentas em feiras comerciais.

Desafios

Embora a usinagem de alumínio possa ser fácil, as características que tornam sua usinagem simples podem representar desafios, especialmente quando confrontadas com grandes quantidades de produção, requisitos de ciclo rigorosos e tolerâncias estreitas.

As ligas laminadas e extrudadas são propensas à deformação durante o processo de usinagem porque as tensões internas são interrompidas. É comum que uma peça esteja dentro da tolerância enquanto está restringida em um acessório e fora da tolerância quando não está restringida. O combate à distorção pode exigir tratamento térmico, técnicas de usinagem alteradas e operações pós-usinagem. Peças grandes com seções finas, como estruturas aeroespaciais, são as mais problemáticas.

Além de ser dúctil, o alumínio conduz muito bem o calor e a combinação reduz a fragilidade na zona de cisalhamento durante a formação de cavacos. Isso significa que o alumínio não gosta dos processos tradicionais de retificação – por exemplo, retificação de superfície e retificação de diâmetro externo. Criar peças com tolerâncias estreitas sem retificação pode ser um desafio. Quando eu estava na indústria aeroespacial, aplicávamos anodização de revestimento duro em superfícies de alumínio para que pudéssemos usar retificadoras OD em peças de alumínio.

O controle de cavacos é outro problema típico com ligas laminadas, forjadas e extrudadas. Resumindo, formar um cavaco é fácil, mas pode ser difícil quebrá-lo, resultando em cavacos longos e fibrosos que envolvem ferramentas e peças. As geometrias das ferramentas de corte avançaram significativamente nos últimos anos, mas profundidades de corte leves e altas velocidades de corte ainda podem criar problemas com a formação contínua de cavacos. A eliminação de cavacos fibrosos pode exigir a alteração das velocidades de corte, das cargas de cavacos e da geometria da ferramenta. Os cavacos contínuos são um obstáculo substancial para atingir tempos de ciclo ideais.

O desenvolvimento de máquinas-ferramentas, ferramentas de corte e técnicas de usinagem específicas para alumínio avançou rapidamente desde a década de 1990, e vários fabricantes de máquinas-ferramentas colocaram no mercado máquinas expressamente projetadas para usinagem de alumínio. Quando combinada com ferramentas de corte avançadas, a combinação pode criar grandes volumes de cavacos de alumínio. Se não forem removidos da área de trabalho, coisas ruins podem acontecer. Comumente conhecido como recorte, os cavacos podem ser arrastados por uma ferramenta de corte e ficar presos entre a ferramenta e a peça, causando mau acabamento superficial, quebra da ferramenta e aumento do desgaste da ferramenta. Os fabricantes empregaram refrigerante de alta pressão para remover os cavacos da zona de corte e aplicaram sistemas de inundação de alto volume para lavar os cavacos para fora da máquina. O volume de cavacos dessas máquinas é tão grande que os projetos das máquinas-ferramenta tiveram que mudar para que a gravidade pudesse ser usada para ajudar a evacuar os cavacos. Alguns tornos verticais foram invertidos para que seus mandris fiquem acima das ferramentas de corte, forçando os cavacos a cair das peças.