Resolvendo os desafios dos pequenos

Por James Thorpe, gerente global de produtos da Sandvik Coromant

A filosofia de Steve Jobs, "Temos que tornar as pequenas coisas inesquecíveis", está se tornando mais verdadeira a cada ano, à medida que grandes empresas de eletrônicos como Intel, Samsung e TSMC espremem mais funcionalidades em dispositivos menores e placas de circuito impresso (PCB).

Mas esse progresso apresenta desafios em aplicações como microfuração, pois os fabricantes devem encontrar um equilíbrio entre qualidade e produtividade ao usinar componentes minúsculos.

De acordo com a Fortune Business Insights, espera-se que o mercado global de serviços de manufatura eletrônica (EMS) aumente de US$ 504,22 bilhões em 2022 para US$ 797,94 bilhões em 2029. Ao mesmo tempo, as peças eletrônicas estão ficando menores. A necessidade de diminuir os circuitos digitais é clara, pois eles podem fazer mais processamento em menos tempo e armazenar mais espaço de armazenamento no mesmo volume. Os consumidores também estão exigindo telas de maior resolução, que são obtidas com pixels menores e mais numerosos.

A crescente necessidade de peças eletrônicas menores apresenta desafios reais para os fabricantes, inclusive em processos como a microperfuração, que envolve a produção de furos menores que 3 mm (0,118 polegadas) de diâmetro. As técnicas de microperfuração são usadas para produzir componentes que vão desde componentes aeroespaciais, válvulas hidráulicas, caixas de relógios e dispositivos médicos até instrumentos cirúrgicos, eletrônicos, atuadores, sensores, sistemas de navegação e muito mais.

Mas quais são os desafios? Em particular, os fabricantes são cada vez mais obrigados a usinar componentes pequenos e intrincados de materiais difíceis de usinar, como Inconel, aço inoxidável, cerâmica e titânio. Pode ser difícil usinar esses materiais de maneira econômica e, ao mesmo tempo, manter a máxima qualidade – de fato, acabamentos superficiais impecáveis ​​são tão importantes para componentes aeroespaciais quanto para conectores de fibra óptica.

Para competir nos crescentes mercados de EMS, os fabricantes devem manter os mais altos níveis de controle de qualidade, ao mesmo tempo em que reduzem quaisquer problemas no processo de produção que possam causar excesso de sucata ou tempo de inatividade. Como os fabricantes podem enfrentar esses desafios, mantendo-se competitivos? A resposta está em soluções de perfuração de alto desempenho.

Ferramentas mais duradouras Os fabricantes descobriram que as microbrocas podem exibir uma vida útil da ferramenta inadequada ao usinar peças de trabalho difíceis, como aquelas feitas de materiais ISO M. Nesses casos, o desenho, a geometria e o tipo de revestimento da broca impactaram significativamente em seu desempenho e durabilidade.

Em resposta, a Sandvik Coromant apresentou duas novas microbrocas: CoroDrill® 462 com geometria -XM e CoroDrill® 862 com geometria -GM. As ferramentas são ideais para perfuração de precisão em indústrias que lidam com peças pequenas, como médica, aeroespacial, automotiva, engenharia geral, eletrônica e relojoaria, entre outras. Esta gama de microbrocas está disponível para suportar usinagem em todos os materiais ISO: P, M, K, S, O e H. As novas geometrias oferecem uma ampla gama de diâmetros e comprimentos de corte.

Ou seja, a qualidade da microbroca faz toda a diferença na qualidade do produto final usinado. Mas até que ponto? Para responder a essa pergunta, a Sandvik Coromant realizou um teste.

Saída de qualidadeOs especialistas em ferramentas da Sandvik Coromant compararam o desempenho da ferramenta de um grande concorrente de microbroca com a CoroDrill 862 com geometria -GM.

Cada ferramenta foi executada em uma máquina DMG Mori Seiki Milltap 700, com a finalidade de fazer furos cegos em uma peça de aço inoxidável ISO M 316L. A mesma configuração de ferramenta foi usada em cada caso, um diâmetro de corte de 2,5 mm (Dc) com uma velocidade (vc) de 40 m/min e uma taxa de avanço de 0,04 (fn) mm/z.

Os resultados foram claros: a ferramenta do concorrente produziu 630 furos antes de atingir a vida útil. Enquanto isso, a CoroDrill 862 produziu 1.260 furos, um aumento de mais de 100% na vida útil da ferramenta em relação à broca do concorrente.

Os engenheiros da Sandvik Coromant recomendam que os clientes que desejam fazer furos de tamanho micro em materiais notoriamente difíceis de usinar, como titânio, alumínio, vidro e cerâmica, considerem o revestimento de diamante policristalino (PCD) para prolongar a vida útil da ferramenta nessas aplicações exigentes. Com base em testes bem-sucedidos de brocas PCD em micropeças feitas de platina, a Sandvik Coromant descobriu que o PCD é até 100 vezes mais resistente ao desgaste do que o metal duro, também é mais preciso e pode produzir tolerâncias mais rígidas do que as ferramentas inteiriças de metal duro.