ARQUIVO DE TECNOLOGIA

A história da evolução da broca inteiriça de metal duro

A beleza das linhas curvas esconde a história de desafios que resultaram em grandes avanços na tecnologia de furação.

A broca ZET1 surgiu na indústria como a primeira broca inteiriça de metal duro na segunda metade da década de 1980. Seus genes foram herdados pela broca WSTAR, principal produto de furação da Mitsubishi Materials atualmente. Nesta edição, vamos traçar a evolução da broca inteiriça de metal duro.

Parte 1 : 1987~ A broca ZET1 muda o senso comum no desempenho de furação.

A Mitsubishi Materials iniciou o desenvolvimento da broca inteiriça de metal duro na segunda metade da década de 1980, quando brocas de aço rápido e brocas soldadas de metal duro eram os produtos convencionais utilizados em várias indústrias. As brocas soldadas de metal duro já existiam no mercado, mas por razões técnicas, estavam disponíveis apenas em grandes diâmetros. No entanto, a Mitsubishi Materials previa uma demanda futura por brocas de metal duro de diâmetros pequenos e, antecipando-se, iniciou o desenvolvimento em um pequeno canto da fábrica. O desenvolvimento partiu da premissa de que as brocas de diâmetros pequenos deveriam ser inteiriças, em vez de soldadas. Porém, naquela época, os cálculos eram todos feitos manualmente. Por isso, os desenhos de canal ou da geometria da aresta de corte ideais, por exemplo, eram desenvolvidos pelo processo de tentativa e erro. Era um período em que os produtos eram desenvolvidos com base na experiência e instinto dos engenheiros, diferentemente do processo atual que utiliza dados e simulações como ponto de partida para o desenvolvimento. Em 1987, depois de muitos anos dedicados ao desenvolvimento, finalmente surge na vanguarda da indústria a broca inteiriça de metal duro “ZET1”.

Na época, cerca de 70% do mercado utilizava brocas de aço rápido, por isso havia grande confiança no desempenho da broca inteiriça de metal duro ZET1. Sua capacidade de usinagem era 5 vezes maior, a vida útil 10 vezes maior, com expulsão de cavacos estável e melhor desempenho de usinagem. Era realmente uma evolução surpreendente. No entanto, ao contrário das expectativas, não teve uma boa aceitação no mercado. A primeira razão era o seu preço. As brocas inteiriças de metal duro eram 30 vezes mais caras que as brocas de aço rápido. Com a broca inteiriça de metal duro, o custo por furo usinado seria menor e a eficiência de produção aumentaria, mas diante do alto preço, era difícil de argumentar sobre as vantagens em termos de custo. Outra razão era a pouca familiaridade dos clientes com o manuseio e operação da broca inteiriça de metal duro, sendo que era preciso primeiro ensiná-los a utilizar a broca corretamente. Naquela época, muitos clientes ainda não tinham máquinas compatíveis com a furação contínua, método que só se tornou possível com as brocas inteiriças de metal duro. Então, os fabricantes de máquinas também foram envolvidos e, em colaboração, realizaram treinamentos para difundir a aplicação correta das brocas de metal duro. Muitos clientes acabaram danificando a broca de metal duro por tê-la usado como uma broca de aço rápido. Portanto, houve um grande esforço para oferecer informações adequadas para cada cliente. Era preciso difundir o modo de manusear a broca de metal duro, diferente do aço rápido, e apresentar a ideia de reafiação. As atividades de vendas contribuíram para esta finalidade e, embora tenha exigido um longo período, o processo foi conduzido de forma consistente e contínua. Assim, a broca ZET1 finalmente conquistou o seu espaço, especialmente na indústria automobilística. Em retrospectiva, depois de superar todas as dificuldades, conquistar o reconhecimento dos clientes pelo mérito do produto e receber elogios, o sentimento de realização ainda hoje permanece vivo na memória da Mitsubishi Materials.

HISTÓRIA Evolução da broca de metal duro

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Parte 2 : 2002 ~ Superando a broca ZET1, a origem da Série WSTAR

Cerca de dez anos após o lançamento da broca ZET1, a broca inteiriça de metal duro já estava disseminada em toda a indústria e uma grande variedade de produtos, inclusive de concorrentes, estavam disponíveis no mercado. Diante da necessidade de evolução da ZET1, a equipe de desenvolvimento se viu numa encruzilhada: que tipo de melhoria deveria ser feita? Neste momento, o gerente geral de desenvolvimento sugeriu: “Faça furos a mão em barras de sabão até encontrar uma resposta”. Depois disso, passaram-se vários dias fazendo furos em uma enorme quantidade de sabão, girando manualmente as brocas da Mitsubishi e dos concorrentes. Consequentemente, com as sensações captadas através das mãos, descobriu-se muita coisa, como o ponto onde surge a resistência ou como os cavacos são expulsos. A partir disso, idealizou-se a mudança da aresta de corte reta da broca ZET1 para uma aresta de corte curva. Como tornar real a aresta de corte ondulada, que até então não existia? A ideia de incorporar a forma curva surgiu inusitadamente da culinária, mais precisamente do processador de alimentos. Com a inspiração das curvas ousadas das lâminas do procesador de alimentos e muitas tentativas e erros, foi desenvolvida a Broca WSTAR, broca inteiriça de metal duro com a exclusiva aresta de corte ondulada da Mitsubishi.

A aresta de corte ondulada e a nova geometria do canal possibilitaram a formação de cavacos compactos e a expulsão eficiente dos cavacos. Além disso, devido à geometria da ponta com excelente concentricidade, proporciona elevada precisão de posição dos furos. Com a aplicação da cobertura Miracle VP15TF, foi possível prolongar a vida útil da ferramenta. Assim, a Broca WSTAR lançada em 2002, devido à excelente precisão e longa vida útil, tornou-se um produto bastante apreciado entre os clientes até hoje.

Parte 3 : 2006 ~ A evolução contínua da linha de brocas WSTAR

Desde 2006, a Broca WSTAR tem evoluído constantemente em resposta às necessidades do mercado. A partir das brocas para uso geral, com principal aplicação em aço carbono e aço liga (MWE/MWS), foram desenvolvidas outras brocas com aplicação específica para cada tipo de material, como a broca MNS para ligas de alumínio, a MHS para aço endurecido, a MMS para aço inoxidável e a MCS para PRFC (polímero reforçado com fibra de carbono). Também foram desenvolvidas outras brocas para atender necessidades específicas, como a broca MQS de alta precisão e as brocas superlongas para usinagem de furos profundos até 30xD, expandindo a Série WSTAR. Cada um destes produtos incorpora tecnologias, originalidade e criatividade exclusivas da Mitsubishi Materials. Um exemplo disto é a originalidade da broca MNS que foi desenvolvida para a usinagem de ligas de alumínio. Para possibilitar a lubrificação concentrada no centro da ponta da broca, onde os cavacos tendem a aderir, a inspiração veio dos carros com 4 faróis. Não se limitando aos 2 furos do produto convencional, em colaboração com a equipe de tecnologia de fabricação, foi desenvolvida a primeira broca com 4 furos de refrigeração no mundo. Assim, com o contínuo desenvolvimento tecnológico, foi lançada em 2013 a linha de brocas inteiriças de metal duro MVE/MVS para uso geral, que emprega a tecnologia TRI-Cooling, exclusivo furo de refrigeração que exige uma tecnologia de fabricação com precisão extremamente elevada. Devido à nova geometria do furo de refrigeração, foi possível aumentar o fluxo de fluido refrigerante, proporcionado melhorias no resfriamento, lubrificação, eficiência na expulsão de cavacos e no desempenho da broca. Sem dúvida, a WSTAR desempenha ativamente o seu papel como uma broca inteiriça de metal duro digna da nova geração.

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Os resultados da tecnologia e persistência da Mitsubishi Materials. Tecnologia de fabricação de ferramentas com refrigeração interna.

A Mitsubishi Materials começou a fabricar ferramentas com furos de refrigeração em 1988. Ao longo de 27 anos, os furos de refrigeração evoluíram continuamente, apoiados pela tecnologia de fabricação. Apresentamos a seguir o processo de fabricação de ferramentas com refrigeração interna.

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Nos anos recentes, as demandas cada vez mais exigentes, como diâmetros menores e comprimentos maiores, têm resultado em crescentes dificuldades na fabricação de cilindros com furos de refrigeração. Por exemplo, para as brocas de diâmetros muito pequenos, como o produto em si já é bastante fino e o canal é muito estreito, a precisão de posição dos furos e a distância entre eles é extremamente importante. Da mesma forma, para as brocas mais longas, é essencial que o passo da hélice seja constante. Portanto, as tecnologias de fabricação continuam a evoluir para essa finalidade.

Além disso, os cilindros com furos de refrigeração convencionais geralmente possuem dois furos em formato circular, mas a Mitsubishi Materials desenvolveu e hoje fabrica brocas com quatro furos de refrigeração ou furos em formato triangular para aumentar o desempenho. A Mitsubishi Materiais é a única que aplica furos de refrigeração em diferentes formatos de acordo com o tipo de material. Só foi possível obter estas variações de formatos porque a fábrica de brocas e a fábrica de cilindros localizam-se numa mesma área, sendo este o resultado da forte cooperação e esforços das equipes de ambas as fábricas. Os três tipos de furos de refrigeração incorporam as tecnologias e o orgulho da Mitsubishi Materials, como uma empresa que fabrica seus produtos a partir de suas próprias matérias-primas.

Desvendando a história da broca inteiriça

A broca ZET1 surgiu há 30 anos. Vendo a trajetória da broca inteiriça de metal duro até agora, eu percebo que é justamente porque somos um fabricante capaz de desenvolver e fabricar desde a matéria-prima até o produto final, as necessidades do mercado são transmitidas diretamente para todos os processos, permitindo que as equipes de desenvolvimento estejam bem alinhadas e, com isso, sejam desenvolvidos novos produtos. Vamos continuar avançando rumo à inovação, desenvolvendo novas geometrias e novas classes, através de ideias flexíveis.

Kazuya Yanagida
Centro de Desenvolvimento Líder do Grupo de Desenvolvimento de Brocas e CBN/PCD

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