Usinagem HSM High Speed Machining

Usinagem em HSC (High Speed Cutting) ou HSM (High Speed Machining) é a mais avançada tecnologia de usinagem que temos a disposição, essa tecnologia surgiu a quase 80 anos na Alemanha e ela consiste em substituir um processo de poucos passes, pesados e lentos por muitos passes leves e com altas velocidades de corte. As áreas que mais utilizam esse tipo de usinagem é a de moldes e matrizes, aeroespacial e automotiva.

Nos dias atuais só é possível aplicar altas velocidades de corte devido à grande evolução das ferramentas de corte e pela elevada tecnologia empregada nos centros de usinagem permitindo que os mesmos operem sem desgaste excessivo em altas velocidades.

Esta evolução acontece devido a necessidades do mercado de produtos industriais que é muito diversificada e o ciclo de vida destes produtos e cada vez mais curto. Com isso a indústria busca técnicas de fabricação dada vez mais ágeis fabricando somente o produto solicitado e na quantidade necessária, de acordo com a demanda.

A usinagem altamente eficiente é a chave para a obtenção de resultados bem sucedidos do sistema de manufatura ágil, com melhoria da flexibilidade até seu limite sem reduzir a produtividade.

Algumas vantagens da Usinagem HSM é o aumento considerável de volume de material removido com conseqüente redução nos tempos de processo, redução das forças de usinagem, ótima qualidade superficial, usinagem de materiais endurecidos entre outras. A usinagem em elevadas velocidades de corte gera altas temperaturas na região do corte reduzindo assim o tempo de vida útil da ferramenta.

Para que a usinagem possa ser considerada HSM, é necessário empregar uma velocidade de corte na faixa de 5 a 10 vezes maior que a velocidade normal de trabalho dependendo do par peça ferramenta. Para tanto a faixa de rotação utilizada para obtermos estas altas velocidades fica em torno de 15.000 a 40.000 rotações por minuto. Essa utilização de altíssimas velocidades de corte oferece um conjunto de vantagens técnicas e econômicas em vários campos de aplicação.

Este método de usinagem atualmente e bastante empregado na fabricação de moldes e matrizes. Neste caso a usinagem HSM possui varias vantagens como a flexibilização da produção. Tradicionalmente, a produção de moldes e matrizes envolve a usinagem convencional, com o material no estado normal, seguido de tratamento térmico, utilização do processo de eletro-erosão e, por fim, realização de acabamento e polimento manual.

Atualmente o processo HSM permite a usinagem dos componentes diretamente em material endurecido eliminando as operações de eletro-erosão e do polimento  manual. O resultado destas melhorias que o processo HSM proporciona na usinagem de moldes é um menor tempo de ciclo de produção, eliminação de operações e conseqüentemente a queda no custo de fabricação da peça (Capla, 2006).

Porém para aplicar o conceito de usinagem HSM na indústria, os parâmetros de processo como, ferramentas, máquina-ferramenta, temperatura, parâmetros de corte, qualidade superficial, vantagens e desvantagens do processo devem ser mais bem compreendidos. Com isso este trabalho será focado no estudo dos parâmetros e ferramentas adequadas para aplicação prática do processo de usinagem HSM.

Usinagem a Altas Velocidades x Convencional

Nas últimas décadas a indústria tem vindo a enfrentar uma forte concorrência emergente das novas regiões competitivas. Este concorrência mudou o ambiente empresarial, portanto, a adoção de novas posições estratégicas e novos modelos de negócios parece ser essencial para lidar com essas novas ameaças competitivas. Em especial, em certos nichos de mercado, customização e pequenos ciclos vida acabaram empurrando a usinagem convencional forçando as empresas para o desenvolvimento de usinagem adequado para a produção de pequenos volumes de peças.

Caracterizado pela remoção de material este processo e responsável por aproximadamente 65% de um custo de um molde. Já a matéria prima envolvida, no caso o aço corresponde a aproximadamente 20%. O restante do custo se divide entre montagem e o tratamento térmico. Material e usinagem estão diretamente relacionados, pois as características de um implicam nos parâmetros do outro. Alem disto, estes parâmetros, em parte, determinam as características do produto final, ou seja, o molde.