Na indústria de metalurgia, o alumínio é amplamente utilizado na indústria aeroespacial, na fabricação automotiva, na eletrônica e em outros setores devido às suas propriedades leves e de fácil usinagem. No entanto, a natureza de "fácil usinagem" do alumínio muitas vezes deixa engenheiros e operadores perplexos: com inúmeras ferramentas de fresagem disponíveis no mercado, como eles podem selecionar a ferramenta certa para garantir a qualidade da usinagem, melhorar a eficiência e evitar o desgaste desnecessário da ferramenta e o desperdício de material?

A SPEED TIGER lançou um guia detalhado sobre a seleção de ferramentas de fresagem para usinagem de alumínio, com o objetivo de ajudar fabricantes e engenheiros a entender melhor as características do alumínio e escolher as ferramentas mais adequadas para diferentes necessidades de usinagem, otimizando assim os processos e reduzindo os custos de produção.

O alumínio é um dos metais mais abundantes na Terra, e sua leveza e maleabilidade o tornam ideal para inúmeras aplicações industriais. O alumínio é fácil de fresar, tornando-o altamente favorecido pelos fabricantes. O alumínio industrial é dividido principalmente em alumínio fundido e alumínio forjado. O alumínio fundido tem maior flexibilidade e menor resistência à tração, com custos de produção mais baixos e maior teor de outros elementos, como magnésio e silício. O alumínio forjado, por outro lado, é um metal mais puro com menor resistência ao desgaste, alta resistência ao calor e desempenho de corte superior em comparação com o alumínio fundido.

O principal desafio na usinagem do alumínio reside na dissipação de calor. O alumínio tem um ponto de fusão muito mais baixo do que o aço, o que pode levar à fusão induzida por atrito entre a ferramenta e o material, danificando tanto a peça quanto o equipamento. Portanto, selecionar ferramentas de fresagem com a geometria, revestimento, canais e ângulos corretos é crucial.

Uma ferramenta de fresagem normalmente consiste em uma haste, pescoço, canais e arestas de corte. Os canais são a parte que contém as arestas de corte, estendendo-se da ponta da ferramenta até a haste. A haste é a seção de metal cilíndrica não cortante da qual os canais são usinados.

A geometria de uma ferramenta de fresagem geralmente se refere à sua forma e design básicos. A escolha da forma depende mais da operação de usinagem do que do próprio material. Por exemplo:

• Fresas de topo planas (Fresas de topo quadradas): Adequadas para fresagem por imersão, contorno, ranhuras e fresagem lateral.
• Fresas de topo com pescoço longo: Reduzem a interferência entre a peça e a ferramenta, frequentemente usadas para usinagem de cavidades.
• Fresas de topo com ponta esférica: Ideais para criar contornos arredondados e cavidades de fundo plano.
• Fresas de topo com raio de canto: Comumente usadas para fresagem de moldes, pois minimizam a necessidade de trocas frequentes de ferramentas ao usinar bolsos de fundo plano e perfis arredondados.
• Fresas de topo cônicas: Usadas para criar ranhuras, furos e fresagem lateral angular.

Além das formas básicas, existem várias opções de ferramentas disponíveis para fresagem. Por exemplo, ferramentas com quebra-cavacos melhoram a evacuação de cavacos. Fresas de topo padrão de dois e três canais têm bordas serrilhadas projetadas para retirar cavacos da superfície de corte, permitindo velocidades mais altas para melhor desempenho de avanço. A geometria do quebra-cavacos deslocado reduz o tamanho dos cavacos, aprimorando a evacuação dos cavacos, mantendo uma superfície semiacabada.

Além disso, as fresas de topo de alto balanceamento são projetadas para atingir taxas de avanço e RPMs mais altas. Essas ferramentas apresentam formatos de cabeça radicalmente alterados, permitindo velocidades de corte de até 33.000 RPM. Para controlar o calor, muitas fresas de topo de alto balanceamento incorporam sistemas de refrigeração para diminuir as temperaturas das lâminas. Algumas também são equipadas com quebra-cavacos para aplicações de fresagem de alta eficiência.

Os revestimentos são tratamentos de superfície aplicados às cabeças das ferramentas de fresagem para aumentar a dureza, reduzir o desgaste, prolongar a vida útil da ferramenta e criar uma barreira térmica entre a ferramenta e a peça. Alguns revestimentos também melhoram a evacuação de cavacos, minimizando ainda mais os danos por atrito. No entanto, poucos materiais de revestimento são adequados para alumínio.

Como o alumínio é um metal macio, os revestimentos de ferramentas não precisam fornecer dureza adicional significativa. Ferramentas não revestidas podem furar o alumínio de forma eficaz. No entanto, devido ao baixo ponto de fusão do alumínio, os revestimentos podem, às vezes, ser necessários para reduzir o excesso de calor.

• Revestimento de Carbono Amorfo Tetraédrico (TB): Apresenta um alto coeficiente de lubrificação, permitindo que os cavacos se afastem do material e reduzindo a necessidade de refrigerante. Sua dureza semelhante ao diamante também prolonga a vida útil da ferramenta.
• Nitreto de Cromo Alumínio + Nitreto de Silício (nACRo): Adequado para aplicações de alta temperatura. O nACRo protege a cabeça da ferramenta contra desgaste e pode suportar temperaturas de até 1100°C antes de se degradar.

Geralmente, o nitreto de zircônio (ZrN) é usado para ligas de alumínio abrasivas. Revestimentos de diamante amorfo melhoram a lubrificação e a resistência ao desgaste, evitando o arredondamento das bordas e proporcionando desempenho superior em aplicações não ferrosas.

Ao selecionar uma ferramenta de fresagem para alumínio, a contagem de canais é talvez a consideração mais crítica. Os canais removem os cavacos de alumínio da peça, evitando o entupimento.

Canais referem-se ao número de arestas de corte que se enrolam pelo corpo da ferramenta a partir de sua ponta. Por exemplo, uma fresa de topo de um canal tem uma aresta de corte, enquanto uma fresa de topo de dois canais tem duas, e assim por diante.

O número de canais determina a rigidez de uma ferramenta, a capacidade de evacuação de cavacos, o tempo de desgaste, a precisão vertical e o desempenho em materiais macios e duros. Geralmente, mais canais aumentam a rigidez, mas reduzem a evacuação de cavacos. Em comparação com uma fresa de topo de seis canais, uma ferramenta de um canal tem menor tempo de desgaste, precisão vertical e rugosidade superficial. No entanto, elas frequentemente têm melhor desempenho em materiais mais macios, como o alumínio.

Fresas de topo para alumínio normalmente têm dois ou três canais. Menos canais levam ao desgaste excessivo, enquanto mais canais dificultam a evacuação de cavacos durante a furação em alta velocidade. No entanto, como discutido abaixo, existem exceções.

A escolha entre fresas de topo de dois e três canais depende da tarefa. As fresas de topo de dois canais têm sido o padrão para fresagem de alumínio, enquanto as ferramentas de três canais são melhores para acabamento. Em última análise, a decisão se resume à preferência e experiência. Maior rigidez melhora a resistência ao desgaste, enquanto menos canais aprimoram as taxas de evacuação de cavacos.

O ângulo de hélice é o ângulo entre a linha central da ferramenta e a tangente de sua aresta de corte. Ferramentas com ângulos de hélice menores têm arestas de corte de enrolamento mais lento do que aquelas com ângulos maiores.

O ângulo de hélice é crucial para a usinagem de alumínio. Para corte de alumínio, os maquinistas normalmente usam ângulos de hélice de 45°, 50° e 55°. Esses ângulos minimizam a vibração e atingem o melhor equilíbrio entre rigidez e evacuação de cavacos. Alguns profissionais optam por ferramentas de ângulo de hélice variável para furação de furos profundos mais confiável.

Um ângulo de hélice raso de 15° fornece excelente remoção de cavacos e torque de corte, mas tensão axial fraca. Ângulos mais acentuados acima de 55° oferecem forte tensão axial, mas frequentemente torque de corte insuficiente para muitas aplicações de alumínio.

Para acabamento, os maquinistas geralmente escolhem ferramentas de 45°, pois as arestas de corte mais rasas removem o material de forma agressiva. A evacuação de cavacos permanece adequada, enquanto a tensão axial é maior.

A SPEED TIGER oferece uma gama de fresas de topo projetadas especificamente para alumínio. Por exemplo, a AP Square End Mill é uma ferramenta de corte de alumínio especializada fabricada em uma fábrica com certificação ISO-9001. Seu design de um único canal garante uma evacuação de cavacos superior, enquanto o exterior reforçado adiciona resistência e durabilidade para aplicações de alta intensidade.

★ Principais Características da AP de Canal Único:

1. Otimizada para usinagem em alta velocidade e remoção de material em massa.
2. Sobressai na usinagem de madeira, alumínio, cobre, plásticos, latão, aço carbono (~HB225), aço liga (HB225–325) e aço pré-endurecido (até HRC45).
3. Geometria e grandes bolsos de cavacos permitem a remoção eficiente de cavacos, permitindo taxas de avanço mais altas e tempos de ciclo mais curtos.

A SPEED TIGER também oferece a Série N para aplicações não ferrosas, como alumínio. A Broca de Carboneto AL melhora a precisão, reduzindo o espaço entre a ponta da broca e a aresta de corte.

★ Design Especial da AL Drill:

1. Dupla margem—a segunda margem também tem uma aresta de corte—garantindo furação de superfície lisa e cortes retos de alta precisão.
2. Design de alta rigidez e espaço expandido para remoção de cavacos.
3. Posicionamento superior de margem aprimorado para maior precisão de furação.

A Broca de Carboneto ALC compartilha a aresta de corte de dupla margem da AL para cortes retos de alta precisão e furação de superfície lisa. Além disso, possui um orifício de refrigeração para reduzir as temperaturas em aplicações de alta RPM. O posicionamento superior de margem aprimorado melhora a precisão do furo em peças de alumínio e liga de cobre.

As brocas da Série N são adequadas para várias ligas de alumínio, incluindo A7075, AlZnCu1.5, AC, ADC e A1070.

★ Design Especial da Broca ALC com Refrigeração Interna:

1. Dupla margem para furação de superfície lisa e cortes retos de alta precisão.
2. Design de alta rigidez e espaço expandido para remoção de cavacos.
3. Posicionamento superior de margem aprimorado para maior precisão de furação.

A AUE High-Feed U-Type fresa de topo melhora significativamente a taxa de remoção de material (MRR) e o acabamento superficial devido à evacuação eficaz de cavacos em altas velocidades. Seus dentes robustos e ângulo de alívio duplo garantem produtividade excepcional, com um aumento de 100% graças à maior dureza dos dentes.

★ Principais Características da Fresa de Topo de Carboneto AUE:

1. Velocidades de corte mais rápidas devido ao MRR superior, especialmente em ranhuras.
2. Design U-type de alta alimentação o torna ideal para ligas de alumínio e cobre.
3. Dentes robustos e ângulo de alívio duplo—a maior dureza dos dentes aumenta a produtividade.
4. Design de dentes otimizado para liga—seja desbaste ou acabamento, o acabamento superficial é muito aprimorado pela remoção eficiente de cavacos.