Desenvolvimento final na integração de cabeçotes ortogonais em fresadoras CNC BERMAQ para usinagem de peças aeronáuticas em compósitos e alumínio: Visão técnica e benefícios alcançados

Antes do desenvolvimento em nosso departamento de engenharia e com base em nossa experiência em aplicações aeronáuticas, vejamos o contexto geral da usinagem aeronáutica.

Na indústria aeronáutica, a usinagem de materiais técnicos como compósitos (fibra de carbono) e ligas leves de alumínio envolve desafios específicos:

• Grandes dimensões das peças estruturais (longarinas, nervuras, painéis sanduíche, frames, etc.).
• Geometrias complexas com áreas de difícil acesso.
• Requisitos dimensionais e de tolerância extremamente rigorosos.
• Propriedades específicas dos materiais (altamente abrasivos, tendência à adesão nas camadas de compósitos, formação de rebarbas no alumínio, etc.).

Uma limitação comum em fresadoras CNC convencionais de 5 eixos, especialmente em operações de contorno ou recorte de grandes estruturas, é a capacidade de altura no eixo Z. Isso limita o acesso da ferramenta a certas áreas da peça, comprometendo a qualidade da usinagem ou até impedindo a execução de determinadas operações sem reposicionamentos ou dispositivos adicionais.

Nossa proposta técnica baseada na integração de cabeçotes ortogonais

Os cabeçotes ortogonais (também chamados cabeçotes angulares ou cabeçotes a 90 graus) são acessórios que permitem mudar a direção do spindle principal em relação ao eixo da máquina. Eles podem oferecer configurações fixas (90°) ou indexáveis (multi-eixo), permitindo orientar o spindle em diferentes direções sem modificar o posicionamento da peça.

Principais vantagens técnicas dos cabeçotes ortogonais na usinagem de compósitos e alumínio:

1. Resolução de problemas de altura limitada no eixo Z
   • Permitem usinar áreas verticais ou internas sem elevar o eixo Z a alturas críticas.
   • Evita o uso de extensões de ferramenta que comprometem a rigidez e aumentam as vibrações.
   • Melhora o acesso a áreas profundas de estruturas tipo “box”, células ou perfis fechados.

2. Melhoria na qualidade da usinagem
   • Em materiais compósitos, ao permitir a orientação ideal da ferramenta em relação ao laminado, minimiza-se o risco de delaminação, lascamento ou rasgos nas bordas.
   • No alumínio, a orientação correta reduz a formação de rebarbas e melhora a evacuação do cavaco.

3. Redução no número de dispositivos e reposicionamentos
   • Possibilidade de usinar várias faces ou áreas de difícil acesso sem reconfigurar a fixação da peça.
   • Isso se traduz em maior precisão geométrica (evita erros de realinhamento) e redução significativa nos tempos de preparação e troca.

4. Aumento da rigidez do sistema ferramenta-máquina
   • Em vez de usar ferramentas longas e flexíveis, utiliza-se um cabeçote ortogonal compacto, que oferece maior rigidez na transmissão de torque e reduz as vibrações, algo crítico ao fresar materiais abrasivos como os compósitos reforçados.

5. Otimização do espaço na planta
   • Evita a necessidade de investir em máquinas com cursos Z extremamente longos, mais caras e que exigem maior espaço de instalação.

Aplicações típicas no setor aeronáutico:

• Recorte de painéis sanduíche curvos de fuselagem.
• Fresamento de áreas internas de longarinas estruturais.
• Usinagem de quadros de portas e janelas.
• Ajuste e acabamento de componentes de asa com áreas fechadas.
• Pós-usinagem de componentes após cura (compósitos).