A ferramenta ideal para a tecnologia CNC incorpora informação digital suplementar abrangente e indispensável

A história das máquinas de controlo numérico computorizado (CNC) remonta há quase sete décadas. Durante os anos 50, a tecnologia CNC era vista com algum ceticismo por parte dos fabricantes de máquinas-ferramenta. Hoje em dia, é difícil imaginar o fabrico sem máquinas CNC. Nos processos de extração de material, uma máquina CNC é o elo principal que determina a capacidade operacional de um fabricante. Os centros de maquinação CNC são máquinas complexas que estão sempre em processo contínuo de desenvolvimento e melhoria.

O avanço da tecnologia CNC é uma consequência do progresso de diferentes elementos, tais como o fuso principal e os seus rolamentos, guias de maquinação, acionamentos de alta velocidade, engenharia informática, hidráulica, motores elétricos, robótica, sensores, entre outros. Em comparação com uma máquina convencional com componentes mecânicos, a relação nas máquinas CNC modernas é significativamente mais elevada.

A tecnologia CNC continuará a ser a espinha dorsal dos sistemas de maquinação num futuro próximo e distante. O desenvolvimento de máquinas CNC destina-se a aumentar a versatilidade, produtividade, estabilidade, fiabilidade e precisão de uma dada máquina. Estes objetivos são realizações contínuas que garantem os resultados atuais da maquinação. O salto em frente diz respeito aos centros de maquinação que combinam tecnologias subtrativas e aditivas, tais como a mecanização CNC e a impressão 3D. Ao mesmo tempo, os conceitos de Indústria 4.0 e fabrico inteligente levaram a uma reorganização total do avanço do CNC. Numa fábrica de maquinação inteligente, há uma troca de informações entre o mundo real das máquinas CNC e o mundo virtual, com base nas características das peças maquinadas e nas suas correspondentes características teóricas. O equilíbrio inteligente das fronteiras destes mundos e a análise da informação em tempo real contribuem para a tomada de decisões e correções, levadas a cabo por unidades controladas por computador.

A ferramenta de corte é um elemento muito mais pequeno, substancialmente mais barato e consideravelmente menos complexo em comparação com uma máquina CNC, mas é a que extrai diretamente o material da peça de trabalho e encerra o processo de maquinação. Por razões objetivas, este elemento está sujeito a menos mudanças fundamentais e é frequentemente identificado como o elo mais fraco do processo, limitando a capacidade do sistema. A otimização das ferramentas de corte deve, portanto, ser vista como parte integrante do progresso da tecnologia CNC.

A abordagem convencional ao fabrico de ferramentas de corte centra-se na criação de geometrias inovadoras, na utilização de materiais de corte avançados e na utilização de tecnologia de ponta, a fim de prolongar a vida útil da ferramenta, assegurar uma maior extração de material, proporcionar maior precisão e aumentar a fiabilidade. Contudo, a tendência da indústria 4.0 no desenvolvimento da tecnologia CNC dá prioridade à componente digital de uma ferramenta de corte.

A informação sobre ferramentas de corte tem sido sempre uma constante, mesmo antes da Indústria 4.0. Os dados do catálogo, condições de corte, desenhos e aplicações recomendadas já foram distribuídos anteriormente, primeiro em formato impresso e depois em formato eletrónico, e ainda são essenciais para o mundo da maquinação. A digitalização tem afetado o atendimento ao cliente, alargando as suas capacidades sob a forma de dados. Existem diferentes aplicações para selecionar a ferramenta ideal e estimar a vida útil da ferramenta em determinadas condições. A combinação das aplicações de Consumo de potência e NEO ITA da Iscar permite um cálculo rápido das forças de corte, carga de torção e consumo de energia, encontra o material de corte de melhor qualidade e a ferramenta ideal para uma aplicação específica, e analisa os produtos de outros fabricantes, entre outras funções úteis. Os clientes têm fácil acesso a dados e outras informações relacionadas através de computadores e dispositivos móveis. Os avanços nas comunicações trouxeram o mundo da maquinação de metais para o mundo virtual.

As tecnologias de modelos digitais complementam os processos de produção. Os modelos de maquinação, verificação de colisões e otimização do processo para encontrar a melhor estratégia de corte são apenas alguns exemplos. Numa fábrica inteligente, o modelo digital é a pedra angular. Logicamente, apenas as ferramentas com um modelo digital têm lugar na oficina de uma fábrica inteligente.

O progresso da tecnologia CNC gera novas exigências para as ferramentas de corte. Espera-se que um fabricante de ferramentas forneça um produto que combine perfeitamente uma ferramenta como um objeto material, o seu modelo digital em tempo real e o software correspondente. Isto permite a incorporação direta de dados de ferramentas em sistemas CAD/CAM e de fabrico virtual, uma vez que podem ser transmitidos diretamente através de redes da Internet das Coisas (IoT), pacotes de ferramentas e conjuntos virtuais.

Para garantir que a representação da ferramenta seja clara para os diferentes sistemas, foi desenvolvida a norma ISO 13399, que garante a independência da plataforma. Esta normalização também é necessária para outros componentes digitais do pacote de ferramentas, para unificar dados como a vida útil da ferramenta, cargas calculadas, condições de corte, entre outros.

Os componentes incluídos são os seguintes:

• Catálogo eletrónico, com várias funções de pesquisa, informação atualizada sobre promoções e outras informações úteis
• O ficheiro p21 (ficheiro STEP) contém todos os dados da ferramenta para a respetiva representação e troca.
• A representação 3D para modelação digital e programação CNC, de acordo com a norma ISO 10303 (STEP)
• Uma representação 2D em formato DXF da documentação, planos, desenhos e especificações do processo planeado.
• Opção de realizar montagens virtuais de ferramentas de torneamento, fresagem e maquinação de perfuração para gerar os modelos digitais correspondentes, representados em 3D e 2D.
• NEOITA – assessor virtual de ferramentas da Iscar, um sistema especializado que recomenda a solução ideal para uma aplicação específica.
• Aplicações de cálculo da maquinação e de otimização da qualidade.

O ritmo acelerado da digitalização industrial está a levar a tecnologia CNC a um novo nível. Isto provoca mudanças nas ferramentas de corte e requer uma forte relação entre uma ferramenta de corte e a sua componente virtual.

A Iscar Ibérica oferece o aconselhamento necessário sobre acessibilidade à informação, as aplicações recomendadas com o objetivo de tornar as máquinas CNC atuais mais produtivas, reduzir o consumo e assegurar uma vida útil ótima. As ferramentas estão a evoluir ao mesmo tempo que as máquinas, pelo que permanecer inativo face a esta realidade é, no mínimo, arriscado.