Usinagem na Indústria Aeroespacial - vol. 1
Hoje a informação percorre o mundo todo em tempo real graças à internet, que acelerou a transmissão da informação. Já no transporte de pessoas e produtos, quem mais contribuiu para a redução do tempo foi a indústria aeronáutica.
Desde 1995, o transporte aéreo tem crescido continuamente a uma taxa anual de 5% (convertido em receita de passageiros/quilômetros), apesar de duas recessões econômicas globais durante este período.
O número tem dobrado a cada 15 anos e, segundo previsões, o crescimento da indústria ao longo dos próximos 15 anos será liderado pela Ásia. Por outro lado, na Europa, a grande variedade de companhias aéreas comerciais atendem praticamente todos os aeroportos, o que indica que os céus vão continuar em crescente atividade.
O transporte aéreo será dobrado nos próximos 15 anos!
Os céus da Europa estão tomados por aeronaves
Novo jato de passageiros ecológico
Uma enorme variedade de aeronaves foi desenvolvida para atender as necessidades do mercado de transporte entre continentes, regiões e cidades. Agora, a indústria aeronáutica está revolucionando seus produtos para enfrentar o aquecimento global e outras questões ambientais.
Com o intuito de reduzir o peso, o Boeing 787, Airbus A350 e outros novos jatos de passageiros passaram a ter maiores proporções de materiais mais resistentes e mais leves, como as ligas de titânio e polímero reforçado com fibra de carbono (PRFC). Além disso, com a redução do consumo de combustível e a adoção de novos motores a jato de baixo ruído, os impactos ambientais foram significativamente reduzidos.
No Japão, o novo jato de passageiros MRJ da Mitsubishi Aircraft Corporation, que proporciona conforto e baixo custo de operação, está se preparando para iniciar o serviço comercial. Agora as companhias aéreas do mundo todo estão incluindo em suas frotas, novos jatos mais gentis para os passageiros e para o meio ambiente.
Componentes de jatos de passageiros e usinagem
A maioria dos aviões de passageiros têm entre 3 e 6 milhões de componentes, sendo que estas peças são geralmente fabricadas em materiais resistentes, porém leves. A maioria dos componentes estruturais são usinados e, para os motores, são usadas ligas especiais, com resistência a temperaturas e pressões extremas.
Para usinar os componentes com eficiência, precisão e qualidade elevadas, é imprescindível o uso de ferramentas de corte específicas para cada material.
1 Liga de alumínio: Usinagem de alta eficiência em velocidades altíssimas de até 300 km/h
A maioria dos painéis e nervuras (estrutura) da fuselagem são feitos de liga de alumínio 7075. São necessários processs de alta eficiência para gerar peças delgadas a partir da usinagem de enormes blocos, os quais chegam a ter mais de 90% do seu volume removido até obter a peça final.
Nos anos recentes, foram implementados os processos de usinagem de alta velocidade e alta eficiência, com velocidades de corte de 5.000m/min (300km/h) e taxas de remoção de material de até 10.000cm3 por minuto.
2 Liga de titânio: O uso em maiores proporções cria demanda por usinagem de alta eficiência
Dentre todos os materiais metálicos, a liga de titânio tem a maior força específica (resistência/peso) em temperaturas inferiores a 400oC. Além disso, é leve, forte e resistente à corrosão.
Os novos jatos de passageiros têm proporções crescentes de liga de titâncio Ti-6Al-4V, material usado também na área médica para a fabricação de articulações artificiais. Esse material é usado em componentes de aeronaves que exigem alta resistência, como na área de portas, bases de asas e trem de pouso.
A usinagem de alta eficiência de liga de titânio é um desafio, pois devido à sua baixa condutividade térmica, o calor da usinagem se concentra na aresta de corte da ferramenta.
3 PRFC: Um novo material que representa o século 21
Além de ser dez vezes mais forte (relação força/peso) do que o aço, o PRFC (polímero reforçado com fibra de carbono) é leve, forte e resistente à corrosão. Seu uso cresceu rapidamente no século 21 devido a estas características.
Componentes grandes de aeronaves, como partes da fuselagem, são obtidos através de placas de fibras de carbono que são sobrepostas e moldadas por aquecimento a vácuo, gerando uma única peça em formato especial pré-definido. Porém, ao mesmo tempo em que o PRFC tem alta resistência, sua usinabilidade é muito baixa e, portanto, requer ferramentas de diamante ou revestidas com diamante para usiná-lo.
4 Superliga: um material metálico altamente funcional com durabilidade extrema
A superliga é um material metálico altamente funcional com elevada durabilidade. Devido à resistência a temperaturas de até 1.000oC, pode ser usada em seções do motor associados à combustão e escape de gases.
As ligas à base de níquel, como INCONEL (R) e WASPOLOY (R), são exemplos típicos deste material. Devido à capacidade de manter a resistência em temperaturas elevadas, as superligas têm baixa usinabilidade. Portanto, os processos de fabricação precisam de uma análise e planejamento cuidadosos antes de tornar viável a produção em massa.
Do Japão para o mundo. Uma paixão por negócios em aeronaves
Em 2001, a Mitsubishi Materials Corporation iniciou desenvolvimento de ferramentas de corte em grande escala para a indústria aeronáutica. Porém, devido ao nível avançado das ferramentas que já existiam na Europa e nos EUA, a Mitsubishi Materials precisou realizar um processo de desenvolvimento contínuo das ferramentas. Como resultado, fornece atualmente uma linha diversificada de fresas de alto desempenho.
Além disso, a empresa conta com um total de 20 especialistas na área aeroespacial, presentes em 10 localidades no mundo, como Japão, EUA, Ásia e Europa. Com o foco na melhoria da tecnologia de seus produtos e processos de usinagem, a empresa já atingiu um nível que permite participar de projetos internacionais de desenvolvimento conjunto para novos aviões de passageiros.
Dois experientes gerentes da Mitsubishi Materials Corporation estão contribuindo com o 'know-how' japonês para o avanço dos negócios em aeronaves.
Competindo com poder abrangente
O gerente de Negócios Aeroespaciais, Masaaki Ito, aborda a usinagem de uma perspectiva abrangente, com base nos 11 anos que trabalhou em uma fabricante de máquinas-ferramentas e na experiência de participar do projeto de normalização do sistema de ferramental para centros de usinagem multitarefas de acordo com a norma ISO (norma internacional), realizado em conjunto com 17 empresas do setor.
A tecnologia desenvolvida por seu departamento foi essencial para a discussão e solução de problemas, não apenas para os fabricantes de aeronaves, como também apra os fabricantes de ferramentas de corte, universidades e institutos de pesquisa.
"A usinagem de alta eficiência dos materiais de difícil usinabilidade atingiu um nível que não pode ser solucionado apenas pelo fabricante de ferramentas de corte", diz Masaaki Ito.
A Mitsubishi Materials Corporation estabeleceu parcerias internacionais estrategicamente para a expansão do negócio aeroespaial. Em 2014, foi firmada a parceria com o AMRC - Advanced Manufacturing Research Centre (Centro de Pesquisa de Manufatura Avançada), um centro de pesquisa reconhecido internacionalemtne pelo desenvolvimento de tecnologias avançadas de produção, localizado no Reino Unido.
O AMRC realiza pesquisas em projetos de grandes fabricantes de aeronaves e as fresas inteiriças da Mitsubishi conquistaram excelente reputação na usinagem de liga de titânio. Atualmente, a empresa trabalha em estreita colaboração com especialistas dos departamentos de P&D nacionais e internacionais e combina esses esforços para o desenvolvimento de novos produtos, capazes de direcionar a usinagem para um novo patamar.
Perito em materiais de difícil usinabilidade
O gerente de Engenharia, Tsuyoshi Nagano, tem se dedicado ao desenvolvimento de tecnologias de usiangem desde que ingressou na empresa, há 20 anos. Participando diretamente de testes internos de desenvolvimento, testes solicitados por clientes e desenvolvimento de novas tecnologias de porcessamento, suas realizações passaram a ter destaque em diversas feiras no mundo.
Depois de tornar-se engenheiro de aplicação, com a sua vasta experiência em tecnologia de usinagem, conquistou a confiança dos fabricantes de aeronaves e de máquinas-ferramentas. Ele tem atuado principalmente na Ásia e no Japão através da rede Mitsubishi Materiais, com foco em suporte técnico na aplicação e solução de problemas em usinagem de materiais de difícil usinabilidade.
Além disso, ele também promove a participação em feiras de máquinas-ferramentas e aeroespaciais na América do Norte, Europa, China e Japão, para divulgar as tecnologias desenvolvidas pela empresa.
A Mitsubishi Materiais foi a única fabricante de ferramentas de corte japonesa a participar da Mostra Aeroespacial Internacional de Zhuhai em 2014, a maior da China, chamando a atenção dos visitantes.
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Autor: Blog da Usinagem
Data de Publica��o: 29/01/2020
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