O centro de usinagem integra um sistema de controle simultâneo de cinco eixos suportado por mesas rotativas de alto binário.Os aparelhos de fixação foram concebidos para minimizar as vibrações e melhorar a repetibilidade.
A validação do processo baseou-se em ensaios internos de produção com amostras de aço inoxidável 304, alumínio 7075 e titânio Ti-6Al-4V.Os parâmetros de referência foram obtidos a partir de testes de precisão geométrica ISO 230-1 e de relatórios de desempenho prévios da indústria.
A precisão foi medida com uma máquina de medição de coordenadas (CMM, Zeiss Contura).Análise estatística aplicada ANOVA para comparar a variância entre vários parâmetros de corteTodos os métodos foram concebidos para garantir a plena reprodução.
O quadro 1 compara os desvios nas tolerâncias de posição dos furos entre as usinagens de três e cinco eixos.em comparação com ± 15 μm para três eixos.
Tabela 1: Comparação das tolerâncias de posição dos furos
| Materiais | Desvio de 3 eixos (μm) | Desvio de 5 eixos (μm) |
|---|---|---|
| SS304 | ± 14.6 | ± 4.8 |
| Al7075 | ± 12.3 | ± 3.9 |
| Ti-6Al-4V | ± 15.7 | ± 5.2 |
As leituras do perfilómetro indicaram um valor de Ra de 0,6 μm em peças de cinco eixos em comparação com 1,4 μm em peças de três eixos, demonstrando um acabamento melhorado devido à orientação otimizada da ferramenta.
Em média, o tempo de usinagem foi reduzido em 25%, uma vez que foram eliminadas as configurações múltiplas.
(Figura 1: Comparação do tempo de ciclo entre as usinagens de três e cinco eixos)
Os ganhos de precisão são atribuídos à redução do reposicionamento e à capacidade de manter a orientação da ferramenta perpendicular à superfície de corte.Resultados de acabamento de superfície melhorado de desvio de ferramenta minimizado e engajamento otimizado.
Os ensaios limitaram-se a peças de pequena ou média dimensão em condições de fábrica controladas.
A adoção de centros de cinco eixos permite aos fabricantes consolidar os fluxos de trabalho, reduzir a intervenção humana,e obter maior rendimento em indústrias que exigem geometrias complexas, como lâminas de turbina ou implantes ortopédicos.
O estudo confirma que os centros de usinagem de cinco eixos melhoram significativamente a precisão dimensional, o acabamento da superfície e a produtividade em comparação com os processos convencionais de três eixos.A capacidade de completar geometrias complexas em uma única configuração reduz o acúmulo de erros e o custoA investigação futura deverá alargar-se para ensaios de produção em larga escala e otimização de estratégias de via de ferramentas adaptativas para materiais exóticos.