OMU_05

Um passado produtivo faz presente e futuro melhores

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eito o balanço do ano que passou, ao que tudo indica o Brasil tem à sua frente uma década preciosa em que deverá crescer e consolidar sua posição de país que dá um rumo promissor para os interessados na América do Sul, um pólo onde seus investimentos serão mais bem-sucedidos se aplicados em Maria Carolina Bottura produção. Esta edição de O Mundo da Usinagem mostra que, indiferente a este ou aquele indicador sobre as economias dos países em que mantém fábricas, o Grupo Sandvik segue investindo no desenvolvimento de tecnologias. Isso salta aos olhos quando se lê a matéria “Esqueça a alegação de que o aço inoxidável é difícil de usinar” dando conta de que recentemente, ao lançar uma nova geração de fresas, a Sandvik Coromant elevou o fresamento deste material a uma condição tão boa quanto a dos processos contínuos.

Na reportagem “Marfinite e Volkswagen: a meta é a excelência. Sempre e mais” ela está ao lado de plantas industriais brasileiras, de conhecida importância, na tarefa de promover o binômio “qualidade-produtividade” cada vez mais dentro do diaa-dia de suas fábricas e, nas páginas de “O desgaste de ferramentas na usinagem de FoFo cinzento a alta velocidade”, dá à pesquisa brasileira a dimensão que ela tem e merece. Indo além, na matéria “Se a dúvida são os cermets, a certeza pode estar aqui”, deixa claro que a complicação destes materiais de ferramentas agora é apenas aparente: seus especialistas dominaram todos os processos envolvidos em sua fabricação e aplicaram este conhecimento no desenvolvimento de pastilhas que atendem às necessidades das indústrias. Assim, equacionando antigas questões de usinagem com o lançamento de soluções completamente novas, a Sandvik Coromant oferece aos usuários de suas ferramentas e dispositivos os meios para também aperfeiçoarem seus processos e produtos.

REPORTAGEM Marfinite e Volkswagen: a meta é a excelência. Sempre e mais --------------------- 13

ARTIGOS TÉCNICOS Se a dúvida são os cermets, a certeza pode estar aqui ---------------------------------- 8 Esqueça a alegação de que o aço inoxidável é difícil de usinar --------------------- 19 O desgaste de ferramentas na usinagem de FoFo cinzento a alta velocidade ---------------------------------------------------------------------------------------------- 27

SEÇÕES Página do Presidente ....................... 3 Carta do Leitor .................................. 4 Notas & Novas .................................. 5 Destaques ....................................... 32 Entre em Contato ............................ 33

27 – Uma comparação entre pastilhas de cerâmica e de metal duro revestidas na produção de volantes para motores em FoFo 2 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001

8 – Classes de última geração tornam mais fácil a escolha da aplicação de pastilhas de cermet na usinagem

19 – Novas ferramentas dão ao fresamento condições de operação equiparáveis às de processos contínuos

O Mundo da Usinagem

Publicação trimestral da Divisão Coromant da Sandvik do Brasil S.A. - ISSN 1518-6091

e-mail: omundo.dausinagem@sandvik.com

SANDVIK DO BRASIL Diretor-Presidente: José Viudes Parra DIVISÃO COROMANT Diretor: José Viudes Parra Gerente de Negócios: Claudio José Camacho Gerente de Marketing e Treinamento: Francisco Carlos Marcondes Coordenadora de Marketing: Heloísa Helena Pais Giraldes Assistente de Marketing: Cibele Aparecida Rodrigues dos Santos Coordenadora da publicação e tradutora: Vera Lúcia Natale Editora: Maria Carolina Bottura Editoração Eletrônica: Adilson A. Barbosa Fotografias: Izilda França Moreira e Studio Amat Fotolito: Studio Quatro Fotolito Digital Gráfica: Fotoline Gráfica e Fotolito CORPO TÉCNICO (DIVISÃO COROMANT) Gerente Regional do Departamento Técnico: José Roberto Gamarra Especialista em Fresamento: Marcos Antonio Oliveira Especialista em Capto & CoroCut: Francisco de Assis Cavichiolli Especialista em Torneamento: Domenico Carmino Landi Especialista em Furação: Dorival Aparecido da Silveira Especialista em Torneamento: Antonio José Giovanetti Especialista em Die & Making: Sílvio Antonio Bauco SAC (Departamento Comercial): (11) 5525-2743 Atendimento ao Cliente: 0800 55 9698

Av. das Nações Unidas, 21.732 – Santo Amaro – São Paulo – SP – CEP 04795-914

Saindo do muito bom para o excelente onjugando vários fatores positivos, o Brasil fechou bem o ano 2000 e entrou melhor ainda em 2001.

Já no segundo semestre do ano passado, havia uma combinação de crescimento econômico, inflação baixa e estabilidade das contas públicas e abria-se um novo tempo em que o segmento industrial dava mostras de estar caminhando muito mais confortavelmente dentro de uma economia atraente para os investimentos estrangeiros, que passaram longe das bolsas e se dirigiram para a aquisição do controle de empresas. Em outras palavras, o Brasil tem sido visto como um país que atrai as atenções internacionais por ser o endereço dentro da América do Sul para onde devem se dirigir investimentos em produção. E assim tem sido.

A Sandvik Coromant do Brasil permaneceu alinhada com estes resultados positivos e saiu de um ano muito bom para um que, a persistir a estabilidade deste início de 2001, será excelente. O Grupo Sandvik sempre segue o bom caminho e jamais desviou o foco que colocou aqui há mais de 50 anos. Uma vez instalada a base operacional de sua subsidiária brasileira, manteve o ritmo de crescimento que lhe é peculiar em todo o mundo e, na passagem de um ano para outro, valendo-se da confiança que tem no seu potencial tecnológico e humano para cuidar da adaptação da organização a um ambiente externo de contínuas mudanças, pode manter-se em crescimento mesmo em períodos menos favoráveis.

Em um cenário globalizado é muito difícil prever o que pode acontecer às economias emergentes, tão dependentes de investimentos e eventos econômicos externos que fogem ao controle dos dirigentes industriais. Mas é certo que a eficácia no desenvolvimento de produtos e serviços, mais a manutenção de um sistema de informações preciso e atualizado e a rapidez para se adpatar ao caótico, garantem no mínimo uma posição adequada de sustentabilidade a qualquer empresa, independentemente dos revezes que possam ocorrer no mercado. Como o prazer da bonança é ainda maior quando se está preparado para a tempestade, a Sandvik Coromant saúda um início de ano com mercado aquecido no qual respalda a certeza de que poderá continuar investindo para que seus clientes cheguem ao fim de 2001 também com crescimento e sucesso.

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José Viudes Parra Diretor-Presidente

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 3

Você é fluente em “fabriquês e usinês”?

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os tempos do Fusca, do Corcel, do 147, eu saí da escola pública e fui para o Senai. Tudo era novidade para mim naquele mundo. Especialmente o linguajar, recheado de frases e expressões “técnicas”, mas que à vezes me traziam emoções fortes também. Logo no início ouvi um colega mais adiantado do curso dizer “essa peça já era, está morta”.Pensei em confortá-lo dizendo que a vida tem dessas coisas — vez ou outra temos de cuidar dos preparativos de um velório. Mas ele emendou, mais ríspido: “Matei a peça!”. E eu preferi ficar quieto. Sabia-se lá se o sujeito era mesmo capaz de cometer um assassinato...

Ainda aprendiz, eu brincava um bocado enquanto tentava clarear minhas idéias. O que seria um graminho? Filhote de grama? E quem eram os pais da lima bastarda? Ou de sua irmã mais delicada, a murça? Será que a namorada de alguém reagia tranqüilamente à notícia de que ele passou o dia todo fazendo uma rosca trapezoidal para substituir o fuso da fresadora? E aquele papo de ferramenteiro de bancada? “Fui fazer um ensaio no balancim e o macho engripou. Daí, só no maçarico, mas depois de muito esforço para salvá-lo, veio a notícia: o estampo morreu!”.

Quando fui para a prática na indústria, tomei contato com as conhecidas “gambiarras”. E como tem gambiarra por aí! De todos os tipos e para todos os gostos. E também passei a ter que “picar o ponto” ou “ bater o cartão”. O que será que passa pela cabeça do filho quando ouve o pai dizer: “Ih, hoje esqueci de picar o ponto!”. Na época das primeiras e grandes greves, quando a repressão era brava, falava-se muito dos “pelegos”, dos “nós cegos” e de uma terrível “lista do facão”. Mas havia o direito ao lazer, como ainda há, e na primeira vez que eu tirei um tempinho para jogar dominó no horário do almoço, o torneiro — que tinham acabado de me apresentar — disparou: “Vou matar sua carroça, essa tá morta e vai ser lambreta!”. Quase ao mesmo tempo veio da mesa de pingpong ao lado um sonoro “fiz família, desce um!”.

Para quem não está habituado ao dia-a-dia da indústria, a confusão pode ser grande. Para que serve uma placa de castanha mole? Para alimentar banguelas? Ou para fazer docinhos de aniversário? Juntando com óleo refrigerante 4 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001

(de preferência bem gelado) e cavaco (autografado por Zeca Pagodinho) estará tudo pronto para a festinha? A enfermaria tem todos os dados de corte? Deve ser uma porcaria aquela tal de fresa abacaxi, não é mesmo? E o macho alargador? Sem comentários.

Em geral as indústrias metal-mecânicas têm uma seção de armas onde podem ser encontradas, por exemplo, brocas-canhão e brocas espada (estas últimas não são fabricadas pelo Zorro) — não me pergunte o que faz uma broca trepanadora. Ao entrar na seção, não tente prevenir-se levando um barramento, porque mesmo com este nome ele não costuma servir de escudo. E se é que alguém não sabe, paquímetro não é um estacionamento de pacas, onde os mais aventureiros possam querer abater os pobres animais mais facilmente.

Agora que trabalho no Departamento de Treinamento da Sandvik Coromant, estou tendo muito prazer em enriquecer meu vocabulário com expressões que ouço no interior de São Paulo e em outros Estados. No Espírito Santo, uma superfície áspera é “caracachenta”, traduzida para “ruspiosa” em Piracicaba (SP) e “cabeluda” em outros lugares. Em São José do Rio Preto (SP), porta-ferramentas é chamado de “porta-gavião”.

Os economistas falam o “economês” para complicar o raciocínio de simples cidadãos. Mas nós, da área de usinagem, empregamos o “usinês” ou “fabriquês” para esclarecer bem as coisas. Faça um teste com a sua esposa durante o café da manhã: “Hoje vai ser um dia duro. Preciso descascar um tarugo. Vou precisar da talha para fixá-lo à placa e não posso esquecer do furo de centro para o contraponto... e é importante que o cavaco saia quebrado para não gerar fita e encher a caçamba muito rápido. Depois, tranqüilo, é só facear e fazer o chanfro”. Ela vai entender tudinho!

Aldeci Vieira Santos Instrutor Técnico Sandvik do Brasil S.A.— Divisão Coromant

A Nenê de Vila Matilde levou a Sandvik Coromant para a avenida

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uma viagem pelos povos e ritmos africanos em pleno sambódromo de São Paulo, a Nenê de Vila Matilde fez o povo cair no samba neste carnaval. A alegria e a beleza da escola contagiaram até quem aparentemente não tem nada a ver com a folia. “Se você dissesse que carnaval é apenas folia, eu diria que a Sandvik Coromant realmente é avesso a ele, mas a verdade é que esta é uma das expressões culturais brasileiras mais significativas e nossa empresa faz questão de estar presente nas manifestações culturais populares”. Esta frase foi dita pelo gerente de marketing e treinamento da divisão Coromant da Sandvik do Brasil, Francisco Carlos Marcondes, imediatamente após a Nenê ter sido proclamada campeã do desfile deste ano, empatada com a Vai-Vai. Explica-se: a Sandvik Coromant atravessou a passarela do samba paulista em um carro

alegórico sobre a arte barroca, invocando a beleza de cada entalhe colocado em estátuas esculpidas pelas mãos sofridas do mestre mineiro Aleijadinho. As réplicas das estátuas foram feitas pelo artista plástico José Teixeira Gonçalves para o estande da Sandvik na Feimafe - Feira Internacional de Máquinas-Ferramentas e Sistemas Integrados de Manufatura de 1999.

Para o carnaval de 2001, Augusto César de Oliveira, carnavalesco da Nenê da O carro alegórico sendo preparado....

Vila Matilde, contratou o mesmo artista plástico para centemente, ela apoiou um ritual produzir as alegorias que seriam de integrantes de seis tribos indílevadas para a avenida. “Empresgenas durante a festa dos 500 anos tamos as estátuas para a escola e do descobrimento do Brasil (leia acabamos sendo campeões também sobre isso na matéria da página 4 do carnaval”, festeja Marcondes. da edição 3. 2000 de O Mundo da Foram várias as vezes em que a Usinagem). E antes já se envolSandvik Coromant se envolveu vera com o carnaval: Joãozinho com um movimento popular. ReTrinta, o carnavalesco que costuma impressionar pela paixão e pelo arrojo com que desenvolve enredos para escolas de samba principalmente do Rio de Janeiro, foi o responsável pelo tema de seu estande na Feimafe de 1997. Coincidência ou não, naquele ano a Unidos do Viradouro, à época a escola para a qual Joãozinho trabalhava, também foi a campeã carioca depois de muitos carnavais.

Agora foi a vez da Nenê de Vila Matilde, que há 16 anos não chegava em primeiro lugar no carnaval de São Paulo. E de novo a Sandvik Coromant estava junto.

... para a Nenê de Vila Matilde ser a campeã do carnaval paulista de 2001 O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 5

Quem sabe ensina, como o faz a Sandvik Coromant

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uer aumentar seus conhecimentos sobre usinagem e ferramentas? Então conte com cursos avançados que estarão sendo realizados agora em 2001na Sandvik Coromant.

A iniciativa partiu da empresa, que já vinha oferecendo várias oportunidades de treinamento ao público. “A Sandvik Coromant praticamente nasceu no Brasil também com o propósito de atuar na formação e informação técnica e tecnológica de pessoas”, diz Francisco Carlos Marcondes, gerente de marketing e treinamento do braço brasileiro da Divisão Coromant do Grupo sueco. “Como ela se instalou aqui há 50 anos, pode-se avaliar as proporções desta atuação”, emenda, comentando que o número de pessoas que já assistiram às palestras e aos cursos da empresa ultrapassou 90 mil desde 1986. Ele mesmo apresenta uma das palestras, cujo tema é “Motivação para a Competitividade”.

Neste momento, estão em evidência o Programa de Cursos Tradicionais (tabela 1) e o Programa de Cursos Avançados (tabela 2). Este último é a novidade — o primeiro, cujos cursos foram denominados “tradicionais”, existe há muitos anos, apesar de vir sendo seguidamente inovado. Com ênfase no treinamento em usinagem e in company, o programa de cursos avançados aborda aspectos de abrangência técnica e gerencial no contexto da indústria metalmecânica, sendo um complemento ao programa de cursos tradicionais, que enfatiza o treinamento em usinagem, mais especifica-

mente em torneamento e fresamento, e é desenvolvido com a participação de conceituados professores desta área, além, é claro, dos especialistas da Sandvik.

Veja, abaixo, quais são os cursos do segundo programa e quem os ministram. Para outras informações sobre todos os cursos, ligue para (11) 5525-2716 ou 5525-2663.

HSM – High Speed Machining — Klaus Shützer, Carlos Cesar Castro Deonísio e Adriano Fagali de Souza. Apresenta características, vantagens e aplicações dos processos de usinagem com altíssimas velocidades de corte abordando tópicos como: o que é usinagem HSM, suas aplicações, estratégias de corte e critérios de seleção de máquinas e ferramentas.

CUSTOS - Custos industriais e aplicados à usinagem — Felipe Araújo Calarge e Nivaldo Lemos Coppini. Sobre temas como sistemas de custeio tradicionais e por atividades, gerenciamento baseado em custos e custos em usinagem.

Tópicos: Apresentação de sistemas de custeio; Custeio baseado em atividades (ABC); Gestão total de custos (TCM); Melhoria contínua; Custos em usinagem. Aplicações na prática.

SAPU – Sistema de Apoio aos Processos de Usinagem — João Fernando Gomes de Oliveira, Milton Vieira Junior, Nivaldo Lemos Coppini e Elesandro Antonio Baptista. Sobre como se pode monitorar e adquirir dados e controlar o processo de usinagem. Tópicos: Parâmetros monitoráveis, técnicas

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de monitoramento, sensores aplicados em usinagem, controle do processo e sistemas especialistas.

QUAL – Qualidade — Paulo Augusto Cauchick Miguel. Os conceitos de qualidade e seus desdobramentos e influências sobre as organizações. Tópicos: Fundamentos da qualidade, planejamento da qualidade (QFD), melhoria contínua, controle e garantia da qualidade, análise dos custos da qualidade. Exemplos de aplicação.

GFA – Gerenciamento da Fábrica — Armando Garcia Operman e Antonio Batocchio. Uma introdução aos conceitos de gerenciamento da fábrica. Tópicos: Métodos de gerenciamento de fábrica, melhoria de produtividade, performance de entrega e redução de inventário, análise dos conceitos da Lean Manufacturing, Toyota e teoria das restrições.

LMPU – Lean Manufacturing Aplicado aos Processos de Usinagem — Nelson Carvalho Maestrelli. Introdução aos conceitos de “manufatura enxuta” (ou lean manufacturing). Tópicos: Fundamentos da manufatura de classe mundial, componentes do lean enterprise, procedimento para implantação de sistemas (estoque mínimo, troca rápida de ferramentas e manufatura celular), metodologia SMED (ou single minute exchange of die) e padronização de ferramental, projeto de sistemas celulares — análise de agrupamentos (cluster analysis) e sistemas de codificação (SCC), dimensionamento e balanceamento de células (takt time, cycle time e eficiência de projeto). Normas

Tabela 1 — Programa de cursos tradicionais Mês Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro

EAFT 19 a 21

EAFF

OUT

OUF

26 a 28 (SAEJ4000) – Imcolhas pessoais e 23 a 25 plantação e certifiprofissionais a fazer, 14 a 16 cação de empresas. promovendo uma me04 a 07 ASPU – Análise e lhor orientação para a 02 a 05 Soluções de Probleharmonia e a objetivi27 a 29 mas em Usinagem — dade de ações. Tópi24 a 26 17 a 20 Nelson Car valho cos: Instrumentos in22 a 24 01 a 04 Maestrelli. Análise de dividuais, a ação indiproblemas típicos de vidual IOTA (inten19 a 21 Notas: EAFT = Escolha e Aplicação de Ferramentas para Torneamento; EAFF = Escolha e Aplicação de usinagem dos metais. Ferramentas para Fresamento; OUT = Otimização da Usinagem em Torneamento; OUF = Otimização da ção, objetivo, tática e Tópicos: Ferramentas Usinagem em Fresamento ação), definição e ree técnicas para análise e solução conhecimento da harmonia, aprencos: Origem e histórico do prograde problemas, formas de represendendo o conceito de “Like attracts ma, conceitos principais, objetivos, tação e registro de atividades like” (a harmonia em situações inestrutura básica para implantação (tempos e operações), MASP (ou dividuais e grupais). (master black belts, black belts e Tabela 2 — Programa de cursos avançados Mês HSM CUSTOS Março Abril Maio 07 a 09 28 a 30 Junho Julho Agosto Setembro 10 a 12 Outubro 08 a 10 Novembro Dezembro metodologia de análise e solução de problemas), análise e engenharia do valor (AV/EV), medidas e indicadores de desempenho (eficiência, utilização e produtividade), programas de melhorias — princípios do Kaizen, TPM (ou total productive maintenance) e benchmarking.

6SIGMA - Programa 6SIGMA — Nelson Carvalho Maestrelli e Paulo Augusto Cauchick Miguel.

Introdução aos conceitos do programa 6Sigma visando à identificação de oportunidades de melhorias em produtos e processos. Tópi-

SAPU

QUAL

GFA

LMPU 26 a 28

09 a 11

ASPU

6SIGMA

TLHP

23 a 25

18 a 20

25 a 27

16 a 18

30 a 01 13 a 15

27 a 29 24 a 26

12 a 14 03 a 05 green belts), principais resultados obtidos, ferramentas de apoio e metodologia KISS, metodologia DMAIC (ou define, measure, analyse, improve, control), aplicação do M/PCp S (ou machine/process characterization studies) para processos produtivos, indicadores utilizados para processos produtivos e administrativos.

TLHP - Tópicos sobre o lado humano da produtividade — Roberto Cacuro. Aprimorar as faculdades de percepção de cada participante para incrementar seu poder de discernimento sobre as es-

São Leopoldo e a GC 1005

Errata — Na matéria com o título “No último Coropak, novidades em fresamento e torneamento, na página 6 da edição número 4 de 2000 de O Mundo da Usinagem, a redação da revista não citou a cidade de São Leopoldo (RS) entre as que foram abrangidas pelo evento.

Além disso, onde se lê “a nova classe GC 2005”, leia-se “a nova classe GC 1005”.

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 7

Se a dúvida são os cermets, a certeza pode estar aqui Ainda há pouco tempo a escolha da pastilha correta para operações de acabamento tendia a fazer parte de uma área incerta quando as alternativas eram os cermets e as pastilhas de metal duro convencionais. Algumas operações são claramente adequadas para apenas um destes materiais de ferramentas, mas outras se dão bem com os dois. Os resultados de testes práticos ainda são muito freqüentemente o fator decisivo entre um e outro, mas já não há mais como negar que as classes de cermet de última geração têm mais capacidade. Palavra de quem entende disso.

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or que os cermets têm que ser tão complicados, com tantos componentes? É simples: basta lembrar que no passado as soluções para as aplicações eram encontradas por meio do método de tentativa e erro, não se baseando, portanto, em dados científicos sólidos. Esta história começou a mudar depois que a Sandvik Coromant passou a analisar o papel de cada ingrediente dos cermets na década de 1980 formando, mais tarde, suas próprias combinações de materiaias para as classes. Isso mais pesados investimentos humanos e materiais no desenvolvimento de processos de fabri-

Este artigo foi produzido pela equipe técnica da AB Sandvik (Suécia), Divisão Coromant.

cação resultou em um profundo conhecimento da função dos componentes e dos estágios de processo deste material de ferramentas.

Com sua geração de classes de cermet mais recente à base de Ti, W, C, N e Co, bem diferente da antiga composição que continha Ti, Ta, V, Nb, Mo, W, C, N, Ni e Co e da metodologia de combinar materiais e processos até que se alcançassem resultados satisfatórios, mas sem grande flexibilidade, a empresa mostra que chegou a um profundo entendimento de quais ingredientes são necessários, em quais quantidades e, acima de tudo, como estabelecer os processos. É fundamental que se tenha o domínio do processo de sinteriza-

8 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001

ção para qualquer metal duro e este foi o motivo de a empresa ter dirigido grandes esforços para definílo e controlá-lo — nada escapou à análise completa feita por seus especialistas. Paralelamente ao desenvolvimento dos cermets, o departamento de P&D apresentou as classes 4000 de metal duro à base de carboneto de tungstênio/cobalto para usinagem de aço, onde a sinterização gradiente também era de fundamental importância. Ou seja, dois diferentes tipos de materiais de metal duro tornaram-se cada vez mais parecidos, tanto no que se refere à matéria-prima quanto a processo e propriedades. Foi a fusão daquilo que os dois mundos tinham de melhor.

ao desgaste — porém frágil — e uma classe muito tenaz, mas com uma baixa capacidade de performance (no máximo esta capacidade atingia um nível intermediário). Com certeza a solução moderna é bem superior a isso.

Muitas das operações de acabamento envolvem somente os cortes contínuos, adequados aos cermets. Entretanto, os cortes intermitentes também ocorrem com freqüencia e já não representam mais “o fim do mundo” para este Estas não são as peças típicas para as quais as pastilhas de cermet são tradicionalmente usadas, mas são alguns dos componentes de peças usadas no teste das novas classes GC1525 e CT5015, mais tenazes e mais amplas, para torneamento de acabamento em aço, aço inoxidável e ferro fundido.

Muitas das peças envolveram numerosos cortes com intermitência mecânica e, com isso, foi possível comprovar a capacidade e segurança da nova geração de cermets

Novos resultados — Embora o cermet possa parecer mais complexo que o metal duro convencional, como material de ferramenta ele possui certas propriedades que são muito vantajosas para algumas operações de acabamento. O efeito de reavivação da aresta de corte na medida em que ela se desgasta uniformemente é uma; a estabilidade química é outra; não se pode falar em efeito de abrasão sobre as pastilhas; a transferência de material da ferramenta para o cavaco é insignificante. A Sandvik Coromant lançou recentemente uma nova geração de classes de cermet onde o cobalto puro age como metal aglutinante, em vez de uma mistura de níquel e cobalto. À parte o fato disso ser mais favorável ao meio ambiente, esta geração proporciona vantagens “emprestadas” do metal duro convencional. As principais melhorias são:

• maior segurança de usinagem • área de aplicação mais ampla • melhor capacidade de manter o acabamento superficial e a precisão Resultados de um teste de tenacidade • melhor capacidade para realizar realizado para comparar o antigo e o operações intermitentes novo tipo de classes de cermet A otimização do equilíbrio entre resistência à deformação plástica e tenacidade, o desenvolvimento de uma linha de arestas de corte mais vivas e mais duradouras e o aumento da resistência a trincas térmicas foram fatores que contribuíram muito para que se obtivessem estas propriedades. No passado os cermets tinham a fama de quebrar-se repentinamente durante a usinagem, mas a tenacidade melhorada tem minimizado esse risco e proporcionado melhor segurança. Antes, as alternativas de alguns fornecedores para contornar esse fenômeno eram uma classe muito resistente

GC1525 e CT5015. A usinagem incluiu cortes interrompidos em material Scr420H usando-se uma ferramenta de torneamento com pastilha TNMG 160408 na geometria PF a uma velocidade de corte 400 m/min, avanço 1 mm/rot e profundidade de corte de 0,5 mm. O eixo vertical indica o número de peças antes da quebra da aresta de corte. O resultado de 17 peças (número 1) foi obtido com a antiga classe CT5015. A nova classe CT5015 usinou 85 peças (resultado 2).

Quanto ao cermet com cobertura, o resultado 3 indica que 46 peças foram torneadas com a antiga classe GC1525, enquanto que 97 peças foram torneadas com a nova classe GC1525 (resultado 4). O teste é um exemplo de como a resistência e a segurança dos novos cermets mais tenazes foram melhoradas, tornando-os adequados para operações mais exigentes e, entre elas, os cortes intermitentes

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 9

No quesito resistência ao desgaste, que é, aliás, uma das principais propriedades das classes de cermet, as melhorias também foram altamente significativas, como se comprovou em um teste de usinagem de aço de rolamento de esferas com o mesmo tipo de ferramenta usado no teste de tenacidade usando-se velocidades de corte de 500 m/min, avanço de 0,15 mm/rot e profundidade de corte de 1 mm.

Os resultados 1 e 2 permitem uma boa comparação entre a classe GC1525 com cobertura, mais tenaz, nova (1), e as classes antigas (2). Talvez seja mais interessante ainda a melhoria substancial obtida com a nova classe CT5015 sem cobertura (3) em relação à antiga classe (4). O eixo vertical mostra a quantidade de desgaste do flanco desenvolvida; o horizontal, a duração do tempo de corte

material, que, efetivamente, tem inclusive sido visto como um solucionador de problemas até nestas operações.

Por que usar classes de cermet com cobertura?

A GC1525 é uma classe revestida por PVD porque a superfície criada por este processo é muito vantajosa para os cermets, permitindo que os substratos das pastilhas sejam mais tenazes porque o desgaste e a resistência à deformação plástica são impulsionados por ela. Só para se ter uma idéia, a

cobertura dá à pastilha de cermet moderna e mais tenaz a capacidade de usinar a uma velocidade de corte 100 m/min mais alta. Além disso, a compatibilidade entre o substrato da pastilha e a cobertura é ideal do ponto de vista do material. Para um excelente acabamento superficial, porém, a aresta de corte sem cobertura ainda é a melhor opção.

A escolha entre as classes de metal duro à base de carboneto de tungstênio e as de cermet continua sendo uma questão sobre a qual há conflitos, mas os cermets permanecem no posto de melhor material de pastilhas para operações de acabamento, principalmente quando se pode tirar vantagem de suas propriedades supe-

riores e de sua capacidade de manter uma firme estabilidade dimensional e de acabamento superficial.

A recomendação é de que este seja o fator-chave na escolha entre pastilhas à base destes dois materiais.

Atenção com as cargas aplicadas — Embora a abrangência de aplicação dos cermets atuais seja consideravelmente mais ampla e tenha maior segurança, este material continua sendo suscetível a cargas sobre a aresta de corte, e as principais são as geradas por altos valores de profundidade de corte e altas taxas de avanço. Assim, principalmente a seção transversal do cavaco determina se os cermets devem ser considerados. Nas operações em que a profundidade de corte é pequena, as possibilidades de também se aplicarem taxas de avanço mais altas são maiores, proporcionando uma produtividade muito boa.

As variações em carga também são originárias dos materiais das peças — a diferença entre o aço de baixo carbono e o aço de alta liga é considerável. Os cermets A deformação plástica da aresta de oferecem sua melhor vantagem corte ocorre a altas temperaturas e, quando aplicados aos aços portanto, a altíssimas velocidades de maleáveis, de cavacos longos e corte. Os cermets foram testados abrasivos, mas também podem quanto a isso utilizando-se a mesma ferramenta de torneamento em ser usados para usinar ferro funmaterial SS 2541, nas várias dido e aço inoxidável. As pastivelocidades de corte, com um avanço lhas de cermet, inclusive, têm de 0,3 mm/rot e profundidade de corte igual a 1 mm. A nova classe sido muito vantajosas em peças GC1525 (1) desenvolveu uma do tipo duplex, em que um aço deformação plástica substancial a doce tenha sido soldado a um aço velocidades de corte inferiores a 400 inoxidável e depois precise pasm/min, enquanto a antiga apresentou um desenvolvimento mais gradativo a sar por torneamento. velocidades de corte mais altas. A As operações intermitentes e nova classe CT5015 (3) desenvolveu as que envolvem cópias internas, uma deformação plástica um tanto onde a profundidade de corte aumaior que o tipo antigo (4)

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A abrangência da área de aplicação é outra característica que vem melhorando com os novos tipos de classes de cermet. Na figura, o eixo vertical é a resistência ao desgaste e o horizontal é a resistência à deformação plástica à esquerda e a tenacidade à direita. A nova classe GC1525 (1), cuja abrangência é ampla, estende-se mais para dentro da área P15, que exige tenacidade, em comparação com o tipo antigo (2). A nova classe CT5015 (3) também tem uma área mais ampla e se estende mais para dentro da área que exige mais tenacidade que o tipo antigo (4)

menta, podem ser realizadas com êxito por meio de uma redução da taxa de avanço. E as operações de acabamento com cermet podem ser

ainda melhores se, ao se preparar a operação de desbaste, o acabamento já for levado em consideração — um maneira de se fazer isso é deixar uma pequena quantidade de tolerância de trabalho por meio da qual a profundidade de corte possa ser limitada.

A geometria da pastilha desempenha um papel importante em relação ao material da ferramenta de corte e exerce um efeito importante sobre a segurança da usinagem e a vida útil da ferramenta. As geometrias variam consideravelmente quanto à resistência e a mudança de uma geometria para outra, com a mesma classe, freqüentemente influi na performance mais que a mudança de uma classe para outra. A maioria das pastilhas nas classes de cermet é, atualmente, do tipo positivo, o que significa menor resistência.

As geometrias Wiper são hoje o que há de melhor para se chegar a um nível máximo em termos de segurança

Um resumo de como aplicar as pastilhas de cermet modernas

• O cermet é um material de ferramenta para operações de acabamento, onde a estabilidade dimensional e de acabamento superficial são as principais exigências • Os cermets são projetados para aços maleáveis, como os de baixo carbono, que formam cavacos longos e têm tendência à formação de aresta postiça, e para ferro fundido e aço inoxidável • A carga de cavacos, expressa como o produto da profundidade de corte multiplicado pela taxa de avanço, é o fator limitante para as pastilhas de cermet

• A profundidade de corte deve ser minimizada para permitir a maximização da taxa de avanço para se obter melhor produtividade e mais segurança • Prepare-se para a operação de acabamento com cermets realizando a operação de desbaste ou de semi-acabamento de forma a deixar a mínima tolerância de trabalho admissível desde o início até o fim • Escolha a pastilha mais resistente possível, sem criar tendências à vibração, quanto ao que se refere a formato, raio de ponta e geometria

• Considere as pastilhas de cermet para operações que envolvem cortes intermitentes. A atual abrangência de sua aplicação é consideravelmente mais ampla • As pastilhas Wiper são quase sempre a melhor opção para operações de acabamento, onde oferecem taxas de avanço duas vezes maiores e, ao mesmo tempo, geram o mesmo acabamento superficial que quaisquer outras. Além disso, suas arestas de corte são resistentes e a quebra de cavacos para materiais de cavacos longos é boa

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 11

De onde vem a história da impresibilidade dos cermets Suscetíveis a repentinas e imprevisíveis falhas, as pastilhas de cermet de antigamente deram a este material de ferramentas a condição de algo cuja aplicação era difícil de compreender. As recomendações dos fornecedores ainda são, muito freqüentemente, contraditórias: uns especificam seu uso somente se os fatores operativos do torneamento de acabamento estiverem estritamente corretos e outros indicam uma área mais ampla, onde se inclui o semi-acabamento. E, além disso, os cermets não só são muito usados no fresamento de peças de materiais duros como também aí têm obtido sucesso. Parece, então, que não há diretrizes bem definidas sobre a sua área de aplicação em usinagem.

Uma análise dos fatos torna evidentes as causas desta aparente indefinição. Quase tão antigo quanto o metal duro à base de tungstênio/cobalto, o cermet é um metal duro à base de titânio. Durante a década de 1930 surgiram os primeiros cermets (Ti/Ni), muito frágeis e incapazes de apresentar muita resistência à deformação plástica. Entre os anos quarenta e cinqüenta, o metal duro WC/Co já havia se desenvolvido consideravelmente, com uma grande melhoria de performance, e os cermets avançaram marginalmente com a adição de materiais, o que provavelmente era realizado pelo método de tentativa e erro, e com o aprimoramento da tecnologia de sinterização.

O Japão passou a usar os cermets no início dos anos setenta em ampla escala e em seu desenvolvimento incluiu a adição de mais materiais com

nologia de processo, o que propiciou componentes duros duplex. O cresciprincipalmente o aumento da temento da usinagem próxima do perfil nacidade das novas classes, e a final, o uso de baixos dados de corte e CT5015 e a GC1525 com cobertura trajetórias de ferramentas adequadamente adaptadas, e, ainda, o objetivo de poder substituir matérias-primas estratégicas como tungstênio e cobalto por outras mais disponíveis, entre elas o titânio e o níquel, motivaram o aperfeiçomento dos cermets a ponto de hoje eles serem responsáveis por cerca de um terço das vendas de metais duros no Japão. Outras adições deram às classes deste material propriedades que aumentaram a resistência das pastilhas à deformação plástica.

Durante os anos oitenta, o resto do mundo da manufatura, impressionado pela locomotiva manufatureira japonesa, Alguns padrões de desgaste típicos das começou a questionar se o uso pastilhas de cermet das duas últimas décadas mais amplo das classes de cersão excelentes exemplos disso. met seria realmente um dos muitos fatoA tenacidade, aliás, é a propriedade res de tal sucesso. Com isso houve um mais enfaticamente buscada para que os crescimento da demanda de cermets e cermets estendam sempre e mais o seu mais progressos na sua performance devicampo de aplicação. Isto abriu o caminho dos ao desenvolvimento de novas claspara que atualmente operações que inses com granulações menores e, consecluem usinagem intermitente sejam reaqüentemente, melhor confiabilidade. lizadas com ferramentas deste material A década de noventa foi marcada com alto grau de segurança. As possibilipor composições mais complexas, com dades de realização de operações de tora inclusão de mais materiais, o que reneamento de acabamento estão ausultou em padrões de desgaste das mentando na medida em que o aprimorapastilhas mais equilibrados, e aprimomento dos materiais das peças e da tecramentos que envolveram tanto os nologia das máquinas também avança. componentes do material quanto a tec-

As novas classes para torneamento A atual geração de classes de cermet incluem as CT5015 e as GC1525, que substituem as três classes existentes até então — a CT525, a 5015 e a 1525 existente — e proporcionam um nível de performance mais alto que elas.

A CT5015 é uma classe de cermet sem cobertura para a área de aplicação de torneamento em aço ISO P01 – 20. É dura, resistente ao desgaste e com tenacidade melhorada para uma ampla área onde as exigências sobre o acabamento são maiores durante toda a vida útil previsível.

Também de cermet, mas com cobertura por PVD, a GC1525 atende à área de aplicação de torneamento em aço ISO P05 – 25, igualmente ampla. É uma classe mais tenaz, que resiste a operações mais exigentes, ainda assim mantendo uma alta segurança da aresta de corte.

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e produtividade que os novos desenvolvimentos proporcionam. Elas têm raios de ponta modificados, com uma aresta de corte relativamente mais resistente, e permitem o aumento drástico da taxa de avanço e (ou) que o acabamento superficial seja melhorado (leia mais na página 32). Elas são a combinação perfeita para as classes de cermet.

Marfinite e Volkswagen: a meta é a excelência.

Sempre e mais Nascidas de iniciativas arrojadas, para não dizer ousadas, Volkswagen, Marfinite e Sandvik estão sempre juntas quando o objetivo é alcançar padrões de excelência na manufatura. A Marfinite já surgiu dando o que falar por eliminar radicalmente o que até então era normal: na produção de bolas de bilhar, substituiu o marfim, cuja fonte natural são as presas de elefantes, pelo plástico. Daí para a frente, a obstinação e a criatividade de seus fundadores e dos que hoje formam sua base gerencial e operacional aumentaram sua linha de produtos, que atendem a vários setores da economia brasileira e de outros países. Da Volkswagen não é necessário falar muito para que uma história onde a tecnologia é a palavra de ordem venha à lembrança de todos sob a forma de veículos automotivos que servem às mais diversas e imprescindíveis necessidades.

Ambas as empresas também se apóiam no binômio “qualidade-produtividade” para ir sempre além. E é aí que entra a Sandvik Coromant.

Moldes, máquinas, ferramentas e flores, lazer... Sim, é a Marfinite

N

a praia, jogando bilhar, no trabalho, em casa ou à frente de um belo buquê de flores você pode estar lidando com algo que tem muito a ver com a Marfinite. Ela mesmo, a empresa que nasceu em 1961 como produtora de bolas de bilhar de resina sintética, em substituição ao marfim, e que com uma sucessão de tacadas certeiras de Vital Raiola e Giulio Frascari, seus fundadores, se popularizou nos anos 80, quando a tevê levou aos lares brasileiros o ator Paulo Autran protagonizando uma campanha publici-

tária sobre sua linha de móveis de plástico. Foi aí que a Marfinite ratificou seu nome, inscrito já há muito tempo na história industrial do Brasil não só como uma indústria que pela iniciativa de seus criadores foi tida à época, por muita gente, como “visionária” por inventar o uso de uma matéria-prima que permitia a preservação das presas de elefantes,

como também por sua ousadia em colocar esta mesma matériaprima como material-

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 13

Ferramentaria excelente — A mentícia, bolas de ferramentaria própria é considerada boliche e caixas para um dos pontos fortes da empresa tanarmazenagem e transto quanto seu pioneirismo e seu arporte de produtos, conrojado design de móveis e dá conta tainers e pallets. Com da construção de 99% dos moldes sede em Itaquaquecetuusados em sua fábrica. “Alguns de ba (SP), em terreno de nossos moldes são de grande porte, 230 mil metros quapesando até 28 toneladas, e conseguidrados e área construímos produzi-los internamente com da de 25 mil metros Protótipo da grade de uma caixa de flores alta qualidade e a um custo bem comquadrados, a Marfinite fabricada para a Fazenda Holambra e o respectivo petitivo”, justifica Natalino Favaro, Produtos Sintéticos molde sendo avaliados por Natalino Favaro, encarregado da ferramentaria da emLtda. tem 600 funcioencarregado da ferramentaria (em pé) e Ivacir Luis de Almeida, fresador-ferramenteiro, ambos presa, acrescentando que a Sandvik nários e capacidade insda Marfinite, e por Valter Rodrigues, diretor da Coromant, por meio de seu distritalada para produzir Comed, distribuidora autorizada de ferramentas buidor Comed, tem sido uma grande 12 mil toneladas/ano.

Sandvik Coromant parceira nisso.

Em 2000, seu faturabase na fabricação de móveis em Desde 1991, quando assumiu o mento atingiu US$ 18 milhões, substituição à madeira — olha aí a cargo de encarregado, Natalino tem com crescimento de 10% sobre o preservação da natureza de novo. contado com o apoio de Valter Rodriexercício anterior. É uma história interessante, sem gues, diretor da Comed, e do vendeNo segmento de caixas para ardúvida, porque seus fatos estão predor-técnico Renato Takeo Owa. mazenagem e transporte, a empresa sentes no dia-a-dia de qualquer cida“Sempre que temos dificuldade para é líder de mercado e se lhe faltassem dão que em geral não se dá conta executar um novo molde, entro em motivos para chegar onde chegou, a disso. Quem há de olhar para flores contato com eles e sou orientado culpa jamais poderia ser atribuída à lindas, com todo o seu frescor e persobre o que há de melhor para execusua ferramentaria, que se hoje se feição cheirando a uma colheita retar ou otimizar aquela operação, além aproveita da modernidade que o centíssima, e sequer imaginar que de ser informado do surgimento de século XXI proporciona, há 40 anos elas estiveram armazenadas em caiferramentas mais modernas”, diz, já contava com o mesmo pioneixas plásticas antes de chegar ali, ao rismo de agora, alcance de suas mãos? Ou, então, que concretizado pelas o escritório e a fábrica onde cumpre figuras de Giulio sua rotina de trabalho e onde passa a Frascari e de Vital maior parte de seu tempo, digamos, Raiola armados de “útil”, teria um aspecto bem diferente talhadeira e lixadeise não existissem os móveis da ra, vencendo a reMarfinite? E por aí vai. Vai muito sistência de uma longe, por sinal. peça fundida para Os produtos da Marfinite, hoje, chegar ao molde de incluem mais de 120 itens dentro uma cadeira plástida linha de utensílios domésticos, ca com o formato de móveis para exteriores (piscina, concha que levou a jardim, praia e campo) e interiores Marfinite para todos (indústria, comércio e residências), os cantos — praia, A tecnologia disponível na ferramentaria da Marfinite caixas d’água para construção civil, campo, empresas, inclui o uso de robôs para a retirada das peças injetadas em plástico de dentro dos moldes embalagens para a indústria alifazendas...

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Comed é uma extensão da Sandvik Coromant, assim como todos os seus outros distribuidores autorizados no

taria desta última tem obtido seguidos aumentos de produtividade. Um único exemplo comprova este fato: em 2000 foram produzidos 29 moldes, contra uma média de 20 a 22 nos anos anteriores.

“Sem aumentar o número de funcionários e de máquinas, alcançamos um ganho substancial com o uso A grade para caixa de flores e a de ferramentas, suportes e base do macho usado na sua produção: muito bom resultados pastilhas mais eficientes e eficazes e, claro, com a dedicação do nosso pessoal”, Aqui, a base do macho usinada alegra-se Natalino, que há com uma fresa R 200 da Sandvik Coromant cerca de 10 anos vem fazendo a substituição gradaBrasill”, diz Valter, se referindo ao tiva das ferramentas tradicionais, frisando que 98% das ferramentas de fato de que a fabricante da linha de principalmente as de aço rápido, por metal duro utilizadas na fábrica são ferramentas Coromant dá todo o fresas com pastilhas intercambiáveis da Sandvik Coromant. apoio que seus distribuidores possam de metal duro.

Assim que foi fundada, também em 1990, para atuar como distrinecessitar, incluindo treinamentos, Este processo foi acelerado especursos e eventos para a reciclagem cialmente no ano passado, quando se buidora da linha de ferramentas da de conhecimentos, “para atender adotaram as fresas CoroMill 331, a Sandvik Coromant que atende parte das zonas Leste e Norte da capital com o máximo de eficiência e eficáfamília Q-Cutter, a R 200 e as Ball cia aos seus clientes”.

Nose, o que explica o aumento da paulista e os municípios de GuaruA estratégia firmada entre as três produtividade. “Conseguimos relhos, Suzano, Poá, Arujá, Santa Isabel, Mairiporã e Ferraz de Vasconempresas — a Comed, a Sandvik duzir em média 40% do tempo de Coromant e a Marfinite — tem sido produção dos moldes com estas fercelos, a Comed começou sua história tão boa que, apesar de não ter realiramentas”, garante Natalino, ressalcom a ferramentaria da Marfinite e hoje, passados 10 anos, conta com zado investimentos pesados em mátando que em alguns casos a econoquinas nos últimos anos, a ferramenmia de tempo ultrapassou os 60%. cerca de 200 clientes ativos. “A “No caso do ferramental de pallet, O fresador-ferramenteiro José Aparecido da Silva observa o trabalho de uma fresa de disco por exemplo, o gade três cortes Slitting Cutter 330-20... nho superou 60% em parte devido ao seu formato com quase 80% de ranhuras, e a Slitting Cutter foi desenvolvida especificamente para isso”.

Junto com esta maior produtividade está a melhor quali... que também é usada na dade de acabamenusinagem de matrizes de pallets O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 15

Junto com outras tecnologias avançadas, as ferramentas Sandvik Coromant permitiram que a ferramentaria da Marfinite desse um salto fantástico em produtividade

to produzida pelas ferramentas de metal duro em comparação com as de aço rápido, e Natalino diz que o emprego das ferramentas da linha da Sandvik Coromant “contribuiu bastante para que os nossos produtos atingissem qualidade de nível mundial”.

As comparações são possíveis e bastante precisas na Marfinite porque lá há uma razoável duplicidade de moldes. “Vários deles foram construídos com ferramentas tradicionais e posteriormente os refizemos com as novas ferramentas, o que permite a afirmação de que a economia de tempo é grande e indubitável”, conta Natalino, que vai mais longe ao dizer que “moldes que antes levavam seis meses para serem usinados com ferramentas tradicionais foram refeitos em quatro meses e até em menos tempo com as ferramentas modernas, mesmo sendo, em alguns casos, de grande porte”.

Com a ferramentaria produzindo moldes em prazo mais curto, a Marfinite coloca seus produtos mais rápido no mercado. “O nosso departa-

mento comercial é testemunha de seja, até fugimos um pouco das caracque temos conseguido ganhar conterísticas da ferramenta”, explica. corrências graças à eficiência que a Criatividade, sim — Valter diz ferramentaria atingiu”, acrescenta o que este é um dos bons exemplos da encarregado. Além da linha própria, combinação das qualidades das fera Marfinite também desenvolve paramentas Sandvik Coromant com a cotes completos, que incluem desde criatividade e o conhecimento técnio projeto e a confecção do molde até co do pessoal da ferramentaria da a injeção do produto final, para os Marfinite. Um outro é a utilização da seus clientes.

Slitting Cutter, da família Q-Cutter, Neste segmento, a ferramentaria voltada para canais estreitos: a Marfida Marfinite produziu, por exemplo, nite utiliza hastes prolongadoras de a matriz de uma caixa para transpor400 ou 500 mm — construídas intertar flores encomendada pela Holamnamente —, levando as ferramentas bra, e a fresa R 200 teve um papel a trabalhar com grande balanço, em fundamental no sucesso deste trabacondições críticas, mas que, com uma lho. Conhecida pela versatilidade, ela redução dos dados de corte, estão também oferece excelente desempeproduzindo excelentes resultados. nho na abertura de cavidades. A peça Já as fresas Ball Nose (Ponta Esque levava 120 dias para ser produzida foi concluída em 80 dias. “Antes usávamos fresas de aço rápido, que têm velocidade inferior, profundidade de passo muito menor e baixo rendimento”, resume Natalino, “e a R 200 permitiu um ganho extraordinário, pois o investimento foi rela- A CoroMill 200 também está no grupo de ferramentas tivamente pequeno Coromant usadas pela Marfinite perto do retorno que férica) são utilizadas na fresadora-cotem dado”. piadora da ferramentaria da MarfiQuando os moldes têm nervuras, nite. “O destaque desta ferramenta é entra em cena a família de fresas a durabilidade da pastilha”, conta Q-Cutter, que fazem cortes paraleValter, “e o aumento da produtivilos. “As ranhuras geralmente requedade se deve basicamente ao fato de rem conicidade e para isso inclinaque há menos paradas de máquina mos a peça no grau indicado no depara a troca de ferramenta, o que senho. Após abrir o canal paralelo, equivale a dizer que ela tem duração conseguimos fazer a conicidade que maior e custa menos que a anterior, queremos na parede deste canal, e, que também era da linha Sandvik em seguida, com a peça inclinada Coromant”. É a Sandvik superando para o outro lado, repetimos a operaa sua própria tecnologia. ção com a mesma ferramenta, ou

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VW Brasil dá a largada para o Prêmio Nacional da Qualidade Volkswagen do de Resende, Taubaté, São Brasil está ajustanCarlos, Anchieta e Curitido melhor ainda as ba”, diz Giudice, lembransuas fábricas para do que antes dela a montacandidatar-se ao Prêmio dora já promovia mensalNacional da Qualidade mente um Dia da Qualidade. promovido anualmente “Aliás, a Semana da Qualipela Fundação para o Prêdade, da forma como foi ideamio Nacional da Qualilizada, é inédita no grupo dade. Depois da tomada Volkswagen”, ressalta. E desta decisão no início do emenda, com um quê de enano passado, a empresa tusiasmo na fisionomia: “O apertou o ritmo de várias Brasil está sendo pioneiro”. ações para chegar à con- Abertura oficial do evento — Funcionários da Volkswagen “O objetivo principal foi quista do prêmio em um (planta Anchieta) e expositores causar um impacto expresfuturo próximo. Só para sivo no que gera a qualidade dar uma pequena idéia do que se está bola”, mas Giudice deixa no ar algo em produtos, serviços e atitudes”, realizando para alcançar este objetique tem motivos de sobra para indiconcorda Ângela Costa, coordenavo, basta dizer que neste momento, car uma hipótese bastante plausível. dora de Agregados, “associado à e a um só tempo, a empresa está em “O ano de 2002 seria perfeito para parceria com RH, manufatura e pleno processo de implementação da os planos da montadora, pois a confornecedores”, ressalta. “Foi um verversão 2000 da ISO 9000 e das norquista do prêmio coincidiria com o dadeiro sucesso”. mas alemãs VDA 6.1 e 6.3, além da lançamento do carro mundial (proDurante uma semana, de 27 a implantação do Sistema de Produção jeto PQ 24), que será produzido na 30 de novembro de 2000, a unidade Volkswagen. Sem dúvida é muita planta Anchieta”. Segundo ele, esta Anchieta teve todas as alas de sua coisa. Mas ainda tem bem mais. fábrica, a mais antiga do grupo no planta tomadas pelo tema qualiOs muitos programas que comBrasil, será totalmente reformulada dade. “Nosso objetivo era este põem a estratégia para atingir este visando à produção PQ 24. “Faremesmo: envolver toda a fábrica objetivo têm como símbolo uma mos da Anchieta uma nova fábrica, neste tema”, conta Giudice. E para bola de futebol. “Cada gomo desta mais moderna, enxuta e dentro dos isso a montadora investiu em pabola é um programa ou um sistema padrões globais de qualidade para lestras sobre a qualidade em si, de qualidade em implementação e, atender a este projeto de carro mungestão, meio ambiente, condições como em um quebra-cabeças, quandial”. Só que as atividades em curso de trabalho e outros assuntos perdo todos eles estiverem implemennão se referem apenas a ela. tinentes, peças teatrais apresentatados e interligados teremos uma Um exemplo disso é a 1ª Semana das por seus funcionários e atores bola completa e estaremos prontos da Qualidade, realizada em novemcontratados, e estandes onde alpara ganhar o jogo”, explica Robro de 2000 — uma dentre as várias guns de seus parceiros, como a berto Giudice, gerente da Qualidade ações criadas para divulgar, fomenUsiminas, Atlas Copco, CSN, de Agregados das plantas da Volkstar e motivar os funcionários visanBosch, Siemens, 3M e Basf, exwagen Anchieta e de São Carlos. do ao programa de qualidade total. puseram produtos e tecnologias.

Não há uma data-limite pré“Trata-se de uma semana corporatiAs empresas que estiveram na 1ª definida, rígida, para “completar a va, ou seja, realizada nas unidades Semana da Qualidade colaboraram

A

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 17

Roberto Giudice, gerente da Qualidade de Agregados da Volkswagen Anchieta e de São Carlos: “Na verdade este evento é corporativo e está sendo realizado também nas plantas de Resende, Taubaté e Curitiba”

com a iniciativa da Volkswagen e ao mesmo tempo divulgaram suas tecnologias, alternativas para melhorias em qualidade e conhecimento profissional. A Sandvik Coromant estava

lá e como se não bastasse um estande montou dois — um na Ala 3 e outro na Ala 5 — e seus profissionais proferiram palestras sobre temas como técnicas de aplicação, cuidados e manuseio de ferramentas para o aumento da produtividade. Nos estandes foi apresentada parte da vasta linha de ferramentas Coromant e também a linha Titex Plus, que inclui brocas, machos e fresas de topo, segundo Nelson dos Santos, vendedor-técnico que atende à Volkswagen.

“Pró-atividade, qualidade, relacionamento e pronto atendimento foram decisivos para a definição dos fornecedores que participaram do evento”, disse Giudice, explicando que com isso a montadora pôde levar ao nível operacional informações técnicas e também apresentar as melhorias internas realizadas em conjunto com esses parceiros. “Muitas vezes essas melhorias são feitas em um determinado grupo de trabalho e nem sempre a fábrica como um todo fica ciente deste fato”, justificou, informando

18 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001

que a partir de agora todos os eventos relativos à qualidade serão realizados junto às linhas de montagem.

Sobre a Sandvik Coromant? Giudice encerra dizendo que “é um fornece-

A equipe da Sandvik Coromant e Ângela Costa, coordenadora da Semana da Qualidade.PTO Anchieta e São Carlos

dor com nível de qualidade excelente, uma empresa pró-ativa que sempre atendeu nossas necessidades no que se refere a ferramentas de corte e usinagem”.

Esqueça a alegação de que o aço inoxidável é difícil de usinar A maioria dos aços inoxidáveis tem tradicionalmente sido associada à noção de que este é um material “viscoso” cuja usinagem é um tanto problemática, gerando muito calor e proporcionando uma condução térmica ruim. Este raciocínio, no entanto, em geral está fundamentado no corte de metais com um processo contínuo — torneamento ou furação —, pois quando o processo é intermitente, como o fresamento, a usinagem do aço inoxidável é realizada em condições muito melhores. Com os avanços recentes na tecnologia de fresas, o argumento de que este material é de difícil usinabilidade e acarreta produtividade e vida útil da ferramenta insatisfatórias foi definitivamente banido das indústrias.

A

ço de alta liga, o inoxidável tem como materiais de ligação mais importantes o cromo (Cr) e o níquel (Ni), juntamente com pequenas quantidades de carbono e adições também de pequenas quantidades de outros materiais para a obtenção de propriedades específicas. Um fato comum a todos os aços inoxidáveis é que eles têm grande resistência ao ataque químico, uma propriedade que, às vezes, é definida como “passividade” e que é obtida com a adição de 11%-13% de cromo — uma camada contínua, fina e impermeável, que consiste principalmente de óxido crômico, forma-se na superfície do aço e proEste artigo foi produzido pela equipe técnica da AB Sandvik (Suécia), Divisão Coromant.

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 19

Supere os problemas tradicionais de usinagem Há alguns equívocos na forma pela qual tradicionalmente se usinam os aços inoxidáveis: • escolher uma classe mais tenaz para lidar melhor com a formação de arestas postiças • reduzir a temperatura com a redução da velocidade de corte mas continuar usando refrigerante A que se deve isso? Uma explicação para esta técnica é que ela pode estar baseada na experiência em corte contínuo de metais, como, por exemplo, o torneamento, mesmo que não se possa transferir todo o conhecimento adquirido no torneamento para o fresamento porque as condições dos dois processos de usinagem são diferentes. O fresamento em aço inoxidável pode, em certos casos, ser mais vantajoso que o torneamento, o que possibilita a adoção de outras soluções que não as tradicionais.

tege o material subjacente contra o ataque.

Classificados de acordo com suas microestruturas — o que afeta bastante a sua usinabilidade —, os aços inoxidáveis formam os seguintes grupos principais: • Martensíticos • Austeníticos

Uma recomendação geral da Sandvik Coromant é o uso dos produtos recentemente desenvolvidos para o fresamento de aços inoxidáveis a uma velocidade de corte de aproximadamente 200 m/min e sem o uso de refrigerante. Há uma série de fatores que tornam isso perfeitamente possível: 1) Conceitos de ferramentas positivas, como os diferentes conceitos CoroMill 2) Geometrias de pastilhas positivas que proporcionam um bom fluxo de cavacos, baixas forças de corte e arestas vivas que cortam facilmente até materiais viscosos e endurecidos por tensão 3) Classes capazes de suportar temperaturas mais elevadas por terem um substrato duro ou, alternativamente, uma camada termoprotetora

Tabela 1 Tipos de aço inoxidável

Aresta postiça

Temperatura

Endurecimento por tensão

Rebarba

Desgaste abrasivo

Austeníco/Duplex

Alta

Alta

Alto

Alta

Baixo

Alta

Baixo

Baixa

Alto

Ferrítico/ Martensítico e aço Baixa PH

• Ferrita-austeníticos (Duplex) • Endurecidos por precipitação (PH) As propriedades mais importantes do aço inoxidável são a resistência à corrosão e a resistência à tração e os materiais de ligação que produzem essas propriedades freqüentemente afetam a usinabilidade de forma negativa.

Seria fácil melhorar a usinabilidade adicionando-se enxo- A tendência à viscosidade fre ao aço, o que de fato é feito pode levar à formação de aresta postiça (BUE) em certos aços de corte livre, mas ao custo de uma pior renais na melhoria sistência à corrosão. da usinabilidade.

As normas dos materiais são Portanto, é imporresponsáveis por limitações adicio20 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001

tante que a escolha do procedimento para melhorar as propriedades da usinabilidade seja a mais criteriosa possível, como o fez a Sandvik no caso do aço inoxidável SANMAC, em cujo desenvolvimento deu-se grande ênfase

proporcionam boa formação de cavacos e têm efeito lubrificante a altas velocidades de corte.

Sim, existem problemas. Mas nenhum sem solução As dificuldades que podem surgir na usinagem do aço inoxidável normalmente são bem conhecidas, mas é sempre bom rever as informações sobre elas e, melhor ainda, sobre as soluções que podem minimizálas ou eliminá-las:

aos aspectos relacionados à produção. A otimização da quantidade de materiais de ligação dentro da respectiva norma de materiais proporcionou uma considerável melhoria da usinabilidade sem perda das resistências à corrosão e à tração em comparação com as

versões convencionais de classes de aços semelhantes. As inclusões não-metálicas têm um efeito importante sobre a usinabilidade do aço inoxidável. Além de quantidades e distribuição otimizadas de sulfetos, o SANMAC contém inclusões de óxido maleável que

• Formação de aresta postiça (BUE) — Muito comum na usinagem do aço inoxidável, particularmente dos aços austeníticos ou duplex, trata-se da tendência dos cavacos se soldarem sobre a aresta de corte e sobre a peça.

Inevitavelmente isso leva à redução da vida da ferramenta, pois os ca-

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 21

vacos assim soldados desgastam camadas da cobertura e até partes do substrato quando se soltam da aresta de corte, ou, então, provocam um acabamento superficial inaceitável da peça. Recomenda-se que a velocidade de corte seja au-

mentada para que se obtenha uma temperatura superior à da área de formação desta aresta indesejável e que seja usada uma aresta de corte viva juntamente com uma classe com cobertura PVD. Isso reduzirá a tendência de soldagem

dos cavacos sobre a aresta.

• Temperatura — A capacidade de condução térmica desempenha um papel importante no corte de metais: quanto maior for a parte do calor originário da zona de corte eliminado junto com os cavacos,

As soluções para o moderno fresamento do aço inoxidável são as novas geometrias e classes de pastilhas, uma família de fresas realmente mais capaz e velocidade de corte mais alta 22 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001

VELOCIDADES MAIS ALTAS NO FRESAMENTO Em alguns tipos de materiais, particularmente nos difíceis de usinar (certos aços de liga muito alta, chamados de “aços superduplex”), a aresta postiça pode ser incontrolável mesmo em operações de fresamento porque surge o problema de deformação plástica (DP) da aresta de corte.

No torneamento/furação, a quantidade de calor acumulada na pastilha é maior e a deformação plástica ocorre geralmente a velocidades de corte mais baixas (item 1 na figura) que no fresamento (item 2), pois a ferramenta nunca está em ação por mais de 50% do tempo de fresamento (em geral muito menos). Isto significa que as pastilhas têm uma temperatura mais baixa quando o ar as resfria durante o tempo em que não estão em ação.

Conseqüentemente, é possível usar velocidades de corte mais altas sem acarretar DP e, além disso, há a possibilidade de se aumentar substancialmente a produtividade e, na maioria dos casos, obter uma vida útil significativamente mais confiável e mais longa da ferramenta

nas geometrias de pastilhas adaptamelhor é o processo. O aço inoxidas para usinar materiais inoxidável, porém, tem uma capacidade dáveis (ML, por exemplo), podede condução térmica ruim, deixanse reduzir substancialmente a temdo mais calor na zona de corte, peratura. aumentando a tendência a um Além do mais, se for escolhida maior desgaste da ferramenta e o uma classe de pastilhas que possa risco de haver deformação plástiresistir aos efeitos de altas temperaca das arestas de corte, particularturas, como, por exemplo, a classe mente em processos de corte contínuo.

A limitação das forças de corte pode reduzir as altas temperaturas que freqüentemente surgem quando o aço inoxidável é fresado. Usando-se um conceito CoroMill com ângulos positivos, em combinação com os ângulos de saída muito positivos Endurecimento por tensão

GC2030 (por meio de dureza no substrato) ou a classe GC2040, que é coberta com uma camada isolante de óxido de alumínio (Al2O 3), esse material pode ser fresado com ótimas produtividade e vida útil da ferramenta.

• Efeito do refrigerante — Quando as pastilhas entram em ação, a temperatura aumenta muito rapidamente, de maneira que o refrigerante tem muito pouco efeito: é “impossível” introduzi-lo na zona de corte porque os cavacos bloqueiam a passagem. Mas ele atinge a aresta de corte e a refrigera com eficácia particularmente na superfície da pastilha assim que ela sai da ação. A cada giro da fresa aumenta a diferença de temperatura entre a superfície e o centro da pastilha, gerando grandes esforços térmicos que levam a trincas finíssimas na aresta de corte em curto espaço de tempo. O diagrama 1 mostra isso e no diagrama 2 há exemplos da diferença em quantidade produzida a diferentes velocidades de corte (VC) entre usinagem sem e com refrigerante.

• Velocidade de corte e usinagem sem refrigerante — A maneira tradicional de evitar a aderência tem sido reduzir a velocidade de corte e aplicar refrigerante para reduzir a temperatura na área de aresta postiça. Isto está fundamentado na obtenção de aresta postiça

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 23

em torneamento ou furação com corte contínuo, onde o risco de deformação plástica nas arestas de corte freqüentemente impossibilita um aumento acima da área de aresta postiça. Não é o caso do fresamento, onde os testes sugerem que “a velocidade de corte deve ser aumentada acima da área de aresta postiça e deve-se realizar a usinagem sem refrigerante para obter uma vida útil confiável e econômica” (diagrama 3). Se, ao contrário, a velocidade de corte for aumentada e também se aplicar refrigerante, a vida útil da ferramenta é consideravelmente reduzida devido às trincas que rapidamente são formadas em função das grandes cargas térmicas surgidas.

• Endurecimento por tensão da superfície usinada — Os aços inoxidáveis altamente austeníticos

apresentam tendência a endurecer por tensão com bastante freqüência (os tipos austeníticos e superausteníticos são muito críticos, seguidos pelos duplex), acarretando mudanças na estrutura do material e aumentando notavelmente a dure-

24 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001

za da sua superfície, e, então, há um aumento do desgaste da aresta de corte na profundidade de corte Este efeito nocivo do endurecimento por tensão pode ser reduzido tanto pelo reforço da aresta de corte principal quanto pela variação da profundidade de corte, de modo que o desgaste seja distribuído sobre uma proporção maior da aresta principal. Normalmente, é mais vantajoso escolher uma profundidade de corte e um avanço que garantam que a aresta de corte em questão seja guiada para dentro do material, abaixo da zona endurecida. A velocidade de corte também pode ser reduzida, pois as zonas endurecidas por tensão geram temperaturas consideravelmente mais elevadas.

• Formação de rebarbas — Em geral as rebarbas são o resultado de ângulos de pastilhas negativos no chanfro de reforço e impõem dificuldades ao processo de corte, mas elas podem ser reduzidas e até eliminadas quando a aresta de corte é positiva, mais viva e mais adequada para esta gama de materiais. É por isso que as geome-

Geometrias ISO M para fresamento de aço inoxidável Alguns requisitos gerais são aplicáveis à usinagem de materiais inoxidáveis. As geometrias têm de ser mais positivas que as usadas na usinagem simplesmente “de aço”, o que significa:

• mínima formação de rebarbas • reduzida tendência à formação de arestas postiças • menos desenvolvimento de calor • menos risco de endurecimento da peça por tensão Quebra-cavacos abertos:

• geram menos calor • facilitam o escoamento de cavacos Pastilhas retificadas na periferia (ML para todas as fresas CoroMill e MM para a CoroMill 245) proporcionam:

• boas tolerâncias • mínimo batimento • arestas de corte vivas com mínimo ER

Há duas diferentes geometrias para a usinagem de materiais inoxidáveis, dependendo do tipo de operação a ser realizada. As geometrias ML são a primeira opção para: • aço endurecido por precipitação (PH) • aços ferríticos/martensíticos • fresamento em acabamento de todos os tipos de aços inoxidáveis pré-tratados As geometrias MM atendem melhor a:

• fresamento de aços austeníticos em desbaste • fresamento em desbaste de todos os aços inoxidáveis fundidos • operações que requerem uma aresta de corte tenaz, como, por exemplo, usinagem de peças com uma casca de fundição ou peças

cortadas a gás

trias substancialmente mais resistentes, desenvolvidas para fresamento em aço, freqüentemente são inadequadas para o fresamento do aço inoxidável.

No caso daqueles aços inoxidáveis que apresentam grande propensão ao endurecimento por tensão, parâmetros como o batimento do corpo da fresa são muito significativos e podem ser muito desvantajosos. Se houver um avanço por dente igual a 0,15-0,20 mm/ dente e um batimento no corpo da fresa igual a 0,1 mm (em certas ferramentas, muito mais), isso significa que algumas pastilhas não cortarão de forma alguma, mas, ao contrário, friccionarão contra a superfície e produzirão calor. Isso aumentará o endurecimento por tensão na peça.

Resolvido: há duas classes para cortar bem os inoxidáveis Simplificando, pode-se dizer que se o material é viscoso como o austenítico, o superduplex e o duplex deve-se dar preferência a uma classe de pastilhas com substrato de granulação fina e cobertura PVD. A granulação fina possibilita a obtenção de uma aresta viva e a cobertura a mantém, sem contar que com esses tipos de materiais uma camada de PVD tem a vantagem de reduzir a tendência à formação de arestas e, naqueles casos em que as arestas são formadas e eliminadas, o substrato de granulação fina é mais resistente que os de granulação grossa porque a aresta não fica tão danificada. Se,

por outro lado, o material se desgasta abrasivamente, como o ferrítico martensítico endurecido por precipitação, ou possui uma casca de fundição, uma classe com núcleo tenaz e cobertura resistente ao desgaste apresenta nítidas vantagens.

Além desses dois casos extremos existem, naturalmente, áreas sobrepostas onde os dois tipos de classes podem ser usados, como, por exemplo, o aço inoxidável austenítico fundido e o estabilizado por titânio.

• As GC2030 — As pastilhas da classe GC2030 têm substrato de dureza média e granulação muito fina e são coberturas com TiAlN + TiN pelo processo PVD. É possível retificar essa classe para formar arestas vivas, dando às pastilhas um corte leve e, portanto, tornando-as

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 25

A experiência mostra os bons caminhos O raciocínio seguido neste artigo se formou levando-se em consideração principalmente a usinagem de desbaste no material AISI 316, onde uma possível profundidade de corte (ap) é igual a 2-4 mm, o avanço por dente é de aproximadamente 0,2 mm/dente e a superfície pode ser não-usinada, como uma peça com casca de fundição, por exemplo.

Em usinagem de acabamento, onde a profundidade de corte é menor ou igual a 1 mm, o avanço por dente é de aproximadamente 0,1 mm/dente e a superfície é pré-tratada, temse um excesso de calor consideravelmente menor e, portanto, pode-se usar refrigerante sem perder demais em termos de vida útil da ferramenta se o acabamento superficial assim o exigir.

Os aços inoxidáveis austeníticos, principalmente a classe AISI 316, são, de longe, o grupo mais comum de aços inoxidáveis e respondem por aproximadamente 60% de todo o aço inoxidável que é usinado pelas indústrias. O aço austenítico é superior aos outros no quesito “resistência à corrosão”. O tipo mais comum de aço inoxidável austenítico é o tipo 18/8 (18% Cr – 8% Ni) — ele representa um nível básico de resistência à corrosão dentro do grupo austenítico.

adequadas para materiais viscosos.

As ferramentas cobertas por PVD geralmente levam vantagem sobre as cobertas por CVD, o que pode ser muito vantajoso em certos tipos de operações que exigem tenacidade, como, por exemplo, fresamento a 90º do aço inoxidável.

• As GC2040 — Aqui as pastilhas têm sua tenacidade aumentada no substrato devido à relativamente alta proporção de aglutinante (Co) presente e à cobertuta resistente ao desgaste e que rejeita calor, o que

significa que a classe retém sua dureza mesmo a altas temperaturas.

As pastilhas CVD são cobertas com Ti(C,N) + Al2O3 + TiN, sendo que a camada de Ti(C,N) proporciona resistência ao desgaste abrasivo e o Al2O3 age como uma barreira contra o calor na cobertura. A classe GC2040 tem uma granulação de média para grande no substrato e é usada particularmente com pastilhas que não tenham nenhuma necessidade de arestas de corte vivas, uma vez que as arestas precisam ser

arredondadas antes da cobertura para evitar descascamento. O substrato das pastilhas desta classe foi desenvolvido para suportar aplicações que requerem tenacidade desde o seu núcleo — por exemplo, componentes com casca de fundição, peças com partículas duras que se desgastam abrasivamente nas arestas de corte e operações em que ocorre vibração.

Seja ousado e acerte — A importância de se levar em conta a interação entre o conceito da ferramenta, a classe, a geometria da pastilha e os dados de corte para se obter um bom resultado não pode ser enfatizada demais na usinagem do aço inoxidável. Por esse motivo, é necessário ter a “ousadia” de seguir as recomendações acima e ir até o fim, caso contrário corre-se o risco de parar no meio da área de aresta postiça, como foi descrito aqui, ou de se ter uma vida útil encurtada por trincas térmicas causadas pelo aumento da velocidade de corte junto com o uso de refrigerante.

Tabela 2 - Medidas para um fresamento de aços inoxidáveis bem-sucedido Problema

Classe da pastilha

Geometria da pastilha

Fresa CoroMill

Temperatura

GC2030 - dureza GC2040 - barreira térmica de Al2O3

ML - Ângulo de saída positivo

Ângulos de usinagem positivos

Desgaste abrasivo

GC2040 - Revestida por CVD

Aresta postiça

GC2030 - Revestida por PVD

ML/MM - Arestas vivas

Dados de corte

Alta velocidade de corte

Endurecimento por tensão

ML - Aresta viva com ângulo de saída positivo

Mínimo batimento

Ap > 1 mm Aumenta o avanço/dente

Formação de rebarba

ML - Aresta viva com ângulo de saída positivo

Ângulos de usinagem positivos

Reduz o avanço/dente

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O desgaste de ferramentas na usinagem de FoFo cinzento a alta velocidade Volantes empregados em motores de 1.000 cc, ferramentas de metal duro revestidas e de cerâmica e muitos ensaios. Estes foram alguns dos ingredientes de um trabalho de investigação sobre o torneamento de uma autopeça. E as conclusões dos pesquisadores são indicadores bastante interessantes de como as indústrias podem atingir uma melhor qualidade superficial e mais eficiência e eficácia na usinagem de peças em ferro fundido cinzento.

A

tualmente ainda se utiliza muito o ferro fundido na fabricação de peças, principalmente na indústria automobilística, apesar da existência de uma grande variedade de materiais metálicos e não-metálicos no mercado. O processo de torneamento pode ser aplicado até mesmo em ultraprecisão, especialmente pela facilidade de se controlar uma ferramenta com uma aresta de corte. Como bem disse Koelsch(3), “há 20 anos todos estavam convencidos de que a retificação iria substituir o fresamento, o torneamento e a furação. AconTadeu Tomio Sudo, Aldo Braghini Jr. e Reginaldo Teixeira Coelho, autores deste artigo, são mestrando, doutorando e professor de Engenharia Mecânica, respectivamente, na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC – USP), São Carlos, SP.

teceu exatamente o oposto porque a retificação é uma operação confusa e inflexível. Por outro lado, as máquinas-ferramentas podem manter tolerâncias mais apertadas a velocidades de corte mais elevadas que no passado e as ferramentas de corte acompanharam essa evolução, tornando-se mais robustas e precisas”.

Devido à qualidade das ferramentas de corte, hoje é possível aplicar velocidades de corte altíssimas e avanços excepcionais em diferentes processos de usinagem, ao que se chama de HSM (high speed machining, ou usinagem a alta velocidade) e UHSM (ultra high speed machining, ou velocidade a ultra-alta velocidade)(4).

Além disso, como as necessidades

do mercado de produtos industriais são diversificadas e o ciclo de vida desses produtos é cada vez mais curto, a indústria está desenvolvendo o sistema de manufatura ágil, fabricando somente o produto solicitado e na quantidade necessária, de acordo com a demanda(6). A usinagem altamente eficiente é a chave para a obtenção de resultados bemsucedidos do sistema de manufatura ágil, com melhoria da flexibilidade até seu limite sem reduzir a produtividade.

A alta velocidade e a usinagem de FoFo cinzento É comum a usinagem com grande taxa de remoção de cava-

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 27

cos para atender ao aumento da produtividade, que é uma exigência oriunda do desenvolvimento da automação. Nos EUA gastamse anualmente mais de US$ 100 bilhões para remoção de material metálico, sendo 75% atribuídos a somente quatro processos convencionais: torneamento, fresamento, furação e retificação. Fica então evidente que os custos podem ser significativamente reduzidos apenas determinando-se maneiras de aumentar as taxas de remoção de material. Dentre os parâmetros de usinagem, o aumento da velocidade de corte é a técnica preferida, uma vez que os outros aumentam as forças de corte e, conseqüentemente, requerem o emprego de equipamentos mais rígidos. Mas altas velocidades de corte geram altas temperaturas, exigindo materiais com boas propriedades mecânicas, estabilidade química em alta temperatura e boa resistência às tensões induzidas termicamente.

A microestrutura do ferro fun-

dido cinzento é o principal indicador de sua usinabilidade. A perlita aumenta a resistência mecânica do ferro fundido e diminui a sua usinabilidade(2). Além da influência da própria matriz ou da porcentagem relativa de ferrita e perlita, os veios de grafita (quantidade, distribuição e tamanho) também são fatores importantes na usinabilidade do material. Os veios de grafita introduzem descontinuidades na matriz do metal e agem como um quebracavacos, formando cavacos de ruptura. A grafita é um lubrificante natural.

Os autores deste artigo realizaram um trabalho experimental de investigação do desgaste de ferramentas em torneamento com alta velocidade aplicado a ferro fundido cinzento (veja os dados do experimento no box da página 31) cujos resultados estão representados nos gráficos das figuras 1, 2 e 3, que mostram curvas de evolução de desgaste de flanco VB semelhantes para o torneamento sem refrigeração e com apenas MQL (ou mínima quantidade de lubrificante), independente da velocidade de cor-

28 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001

te e do material da pastilha. Em todos os gráficos, com exceção do metal duro com VC 1.700 m/min (sem refrigerante), há linhas de tendência que servem apenas para orientação.

No torneamento com metal duro usando-se MQL nota-se que com o aumento da velocidade de corte ocorre também o aumento do desgaste de flanco V B. Para um aumento de V C de 26% (de 1.350 para 1.700 m/min), o aumento de V B é bem mais significativo (no mínimo de 74%). Já no torneamento com ferramenta de cerâmica verifica-se que existe uma relação ideal óleo/ar que melhora o desempenho da pastilha. Nos casos em que esta relação não favorece o corte, o desempenho da cerâmica é semelhante ao do torneamento sem refrigerante (é importante ressaltar que com vazão constante de ar, o aumento da vazão de óleo lubrificante diminui o desgaste de flanco VB e que, dobrando-se as vazões de ar e óleo, o desgaste de V B é uniforme, o que significa que uma maior vazão de óleo nunca é desvantajosa).

Uma análise dos dados revela que o torneamento de ferro fundido cinzento a alta velocidade é mais vantajoso com pastilha de metal duro e lubrificação MQL, mas com pastilha de cerâmica depende-se da relação óleo/ar. Isso se deve ao fato de que a cerâmica tem estabilidade química, resistência à abrasão e dureza a quente melhores que o metal duro, além de ter uma menor condutividade térmica. Adicionalmente, verifica-se que o aumento do avanço diminui o desgaste de flanco VB da pastilha de cerâmica.

Nos gráficos de Ra em função de Lf, nota-se muita dispersão dos valores e principalmente variações elevadas, marcadas por meio das “barras de erros” nos gráficos (figuras 4 e 5). Tais variações podem ser motivadas principalmente pela presença de grafita na estrutura da matriz do ferro fundido cinzento ou pela adesão de material da peça em altas velocidades (figura 4).

No torneamento com MQL usando-se pastilha de metal duro, a lubrificação MQL reduz os valores de rugosidade superficial Ra (figura 5).

No caso da pastilha de cerâmica, a rugosidade superficial sempre diminui com a lubrificação

MQL, independentemente da relação óleo/ar (figura 6). Para vazão de ar constante, o aumento da vazão de óleo lubrificante diminui tanto o desgaste de flanco VB quanto a rugosidade superficial Ra, e, dobrando-se a vazão de ar e de óleo, há desgaste uniforme de VB e uma melhor qualidade superficial da peça. Portanto, a vazão de óleo pouco influi para pouca vazão de ar, mas para vazão maior de ar ela é importante. A vazão de ar influi pouco quando a vazão de óleo é pequena.

Nos ensaios com velocidade de

corte de 1.700 m/min, verifica-se que com o aumento do percurso de avanço e um pequeno aumento do desgaste de flanco os valores da rugosidade superficial Ra aumentam (figuras 6 e 7). A maior vazão de óleo sempre melhora a rugosidade superficial e esta melhoria pode ser ainda maior, dependendo da relação óleo/ar. Isto significa, portanto, que existe uma relação ideal óleo/ar que influencia sensível e positivamente a qualidade superficial da peça.

O desgaste de flanco é dominante em todas as condições de usinagem, independente da velocidade de corte, da lubrificação e do material da pastilha. Com relação à lubrificação, o sistema MQL é muito eficiente na redução do desgaste de flanco, provavelmente pela diminuição da temperatura de corte através da refrigeração.

Notam-se mecanismos de delaminação(8) principalmente em altas velocidades de corte e torneamento sem lubrificação, provavelmente devido às altas temperatu-

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 29

ras de corte na aresta durante a usinagem, tanto em pastilhas de metal duro com revestimento como nas de cerâmica. Nos ensaios com lubrificação MQL, houve menor delaminação, o que comprova a vantagem do sistema MQL. Em altas velocidades de corte (1.700 m/ min) no torneamento sem lubrificação houve indícios de abrasão mecânica devido, principalmente, às altas temperaturas de corte, que reduzem a dureza do material da pastilha, e, em segundo lugar, pela presença de partículas duras, como carbonetos (cementita), por exemplo, na matriz do ferro fundido cinzento. No torneamento sem lubrificação com velocidades de corte menores não houve indícios fortes de abrasão mecânica e também não foram observados desgaste de cratera, lascamento ou trincas. Portanto, os mecanismos de desgaste predominantes no torneamento de ferro fundido cinzento com altas velocidades são a delaminação e a abrasão mecânica.

mento de ferro fundido cinzento com alta velocidade e com base na literatura técnica revisada, os autores do trabalho experimental concluíram que:

• O sistema de lubrificação MQL diminui o desgaste da ferramenta. No caso de ferramenta cerâmica mista, existe uma relação MQL óleo/ar ideal para sua maior eficiência.

• O menor desgaste foi demonstrado pela cerâmica mista (ou seja, Al2O 3-TiC), cujo desgaste de flan-

CONCLUSÕES A partir da análise dos resultados obtidos nos ensaios de tornea30 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001

co foi inferior ao do metal duro com revestimento (TiCN/Al2O 3/TiN).

• O tipo de desgaste predominante nas ferramentas testadas foi o de flanco. Os mecanismos de desgaste que predominam são a abrasão mecânica e a delaminação.

• Com o aumento da velocidade de corte agrava-se o processo de delaminação e também o de abrasão mecânica.

• A lubrificação MQL reduz os processos de delaminação e abrasão mecânica, ambos dependentes da temperatura na região de corte.

O aumento da velocidade de corte influencia bem mais que o aumento do percurso de avanço Lf no desgaste de flanco. O aumento do avanço mostra uma redução no desgaste de flanco.

• A alta variação nos valores de Ra pode ser devido à presença de veios de grafita na estrutura da matriz do ferro fundido cinzento.

• Nos ensaios com velocidade de corte de 1.700 m/min, os valores da rugosidade superficial Ra aumentam com o aumento do per-

curso de avanço e com um pequeno aumento de desgaste de flanco.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1) Centre Technique des Industries Mecaniques (1999) — A micropulveri-

zação posta à prova. Máquinas e Metais, n° 405, p. 64-69, out.

2) Heath, P. J. (1989) — Ultrahard tool materials. In: Metals Handbook. American Society for Metals. 9 th ed. Metals Park, Ohio. vol. 16, p. 105-117.

3) Koelsch, J. R. (2000) — Ferramen-

tas de carbeto... o estado-da-arte.

Máquinas e Metais, n° 415, p. 186201, ago.

4) Machado, Á. R. (1988) — A evolução dos materiais para ferramentas de corte. Máquinas e Metais, n° 265, p. 92-97, jan.-fev.

5) Nakagawa, H. (2000) — Mínima quantidade de lubrificação não agride o meio ambiente. Máquinas e Metais, n° 415, p. 40-49, ago.

6) Tomita, K. (1999) — O atual estágio da HSM e dos materiais de ferramentas de corte. Máquinas e Metais, n° 405, p. 20-39, out.

7) Trent, E. M. (1991) — Metal Cutting. 3 rd ed. England, Butterworth Heinemann.

8) Vleugels, J.; Van Der Biest, O. (1998) — Chemical interaction between sialon ceramics and iron-based alloys. Key Engineering Materials, vol. 138-140, p. 127-176.

Um experimento, mas com resultados definitivos O estudo realizado na Escola de Engenharia de São Carlos envolveu volantes de ferro fundido cinzento GG25 com dureza (226 ± 14) HB fabricados pela empresa Auto Pira S.A. Indústria e Comércio de Peças e empregados em motores de 1.000 cc. Na figura A observa-se, pela microestrutura típica do material dos volantes, que a matriz é predominantemente perlítica, contendo pouquíssima ferrita e com apenas alguns pontos de cementita e steadita.

A operação de torneamento foi realizada em um torno automático horizontal CNC Index, modelo GU 600, com rotação máxima da árvore de 5.000 rpm.

Para os ensaios com lubrificação MQL utilizaram-se um compressor de ar Wetzel, modelo WT-10/200, com pressão máxima de 8,3 bar (120 psi ou 8,5 kgf/ cm2); um rotâmetro Digiflow, modelo K12-V, com pressão máxima de 8 bar e ar como fluido (21ºC e densidade de 1.298); e um aplicador Accu-Lube® de microlubrificação com dois bocais aplicadores.

As ferramentas utilizadas eram de metal duro com revestimento CVD TiCN/ Al 2O 3/TiN (GC 3015 código SNMA 120408-KR) e de cerâmica mista Al2O3TiC (CC 650 código SNGA 120408T01020).

Figura A — Microestrutura de uma matriz perlítica do ferro fundido cinzento GG25 mostrando perlita e veios de grafita. Ataque: nital 2% (aumento 500x)

(a) Set-up

Na aplicação das pastilhas de metal duro as velocidades de corte foram até 457% superiores ao máximo recomendado. No caso das cerâmicas as velocidades de corte foram até 143% superiores ao máximo recomendado.

O aplicador Accu-Lube® de MQL operou com as seguintes condições de trabalho: vazão de óleo a 10, 12 e 20 ml/h; vazão de entrada de ar de 9 e 18 m3/h e pressão no manômetro de entrada de ar variando entre 5,8 a 6,0 kgf/cm2 (figura B).

Para a obtenção de um valor médio de rugosidade que representasse toda a superfície usinada, os pesquisadores executaram medições em três regiões diferentes nas peças.

(b) Detalhe do bocal

Figura B — Set-up do ensaio experimental com MQL (um bocal)

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001 • 31

Agora as pastilhas Wiper também são de cerâmica e CBN A Sandvik Coromant estendeu a tecnologia das pastilhas Wiper de metal duro para torneamento também para cerâmica e nitreto cúbico de boro. Nas versões em cerâmica, elas são aplicadas no torneamento de ferros fundidos com altos avanços e mantêm o mesmo acabamento superficial ou melhor, podendo trabalhar com velocidades de corte até três vezes superiores quando comparadas com as de metal duro o que, portanto, reduz drasticamente o tempo de usinagem. As alisadoras de cerâmica são ideais para peças como discos e tambores de freio, cujas longas superfícies necessitam de um bom acabamento superficial. Já as Wiper de CBN destinam-se tanto ao tor-

neamento de ferros fundidos — com as mesmas vantagens das versões em cerâmica porém com uma vida útil superior — como para o torneamento de peças endurecidas acima de 50 RC, substituindo com sucesso as operações de retificação por apresentarem custos menores, rapidez e versatilidade e proporcionarem um ambiente de trabalho mais limpo por não gerarem os resíduos poluentes tão comuns à retificação. O torneamento de peças duras com as Wiper de CBN pode ser executado com ou sem refrigerante e diferentes superfícies e diâmetros podem ser produzidos com uma só ferramen-

ta. As rugosidades obtidas com elas atingem até 0,3 µm Ra, o que abrange a maior parte das operações de retificação. Vale ressaltar que as alisadoras de CBN da Sandvik Coromant têm até oito arestas de corte (pastilhas com formato S), seis arestas (formatos W e T) e quatro arestas (formato C).

Novas fresas e brocas inteiriças de metal duro As famílias de fresas CoroMill Plura e as brocas CoroDrill Delta C da Sandvik Coromant são inteiriças de metal duro e foram desenvolvidas desde a matériaprima com o objetivo de propiciarem melhores resultados quanto a produtividade, rentabilidade e segurança. Suas características fundamentais são as geometrias otimizadas bem como as novas classes e coberturas, possibilitando um aumento das velocidades de corte e faixas de avanço na usinagem de diversos mate32 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001

riais. Tanto as fresas CoroMill Plura como as brocas CoroDrill Delta C têm aplicação em indústrias da cadeia automotiva, geradoras de energia, aeroespaciais e de moldes e matrizes, entre outras, para a usinagem de peças em tempos menores apresentando benefícios como maior vida útil e melhor acabamento superficial.

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34 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 1. 2001

Não importa onde você esteja: há um distribuidor autorizado da Sandvik Coromant por perto para atendê-lo AMAZONAS (AM)

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Manaus e-mail: mci@internext.com.br

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Lauro de Freitas e-mail: sinaferr@zaz.com.br

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Fortaleza e-mail: ferrametal@secrel.com.br

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Campo Grande e-mail: kayma@zaz.com.br

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SÃO PAULO (SP)

Joinville e-mail: thijan@netvision.com.br

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São Paulo e-mail: atalantatools@uol.com.br

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Santo André e-mail: cofast.sandvik@ig.com.br

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264-3664 263-1702

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Cofecort Comed

Guarulhos e-mail: comed.sp@bol.com.br

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PERNAMBUCO (PE) Tel Tel Fax

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270-4835 270-4918

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290-6397 280-7287

RIO DE JANEIRO (RJ)

Rio de Janeiro e-mail: machfer@openlink.com.br Rio de Janeiro e-mail: toolset@openlink.com.br

Porto Alegre e-mail: fsvendas.ez@poa.com.br

Araraquara e-mail: cofecort@aol.com

Curitiba e-mail: galeferramentas@mais.sul.com.br

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PARANÁ (PR)

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Porto Alegre e-mail: consultec@voyager.com.br

Criciúma e-mail: repatri@terra.com.br

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Rio de Janeiro e-mail: jafer@bol.com.br

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MATO GROSSO DO SUL (MS)

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Caxias do Sul e-mail: arwi@malbanet.com.br

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Recife e-mail: comrefe@torricelli.com.br

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Rio de Janeiro e-mail: trigon@bol.com.br

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São Paulo e-mail: diretha@uol.com.br

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São José dos Campos e-mail: maxvale@directnet.com.br

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Campinas e-mail: megatoolsltda@ig.com.br

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Bauru e-mail: ps@psferramentas.com.br

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Av. das Nações Unidas, 21.732 • São Paulo/SP • 04795-914 • Fone (11) 5525-2734

Sinônimo de Produtividade Máxima

Programe-se para os cursos da Sandvik Coromant Agora o programa de treinamento da Sandvik Coromant também contém cursos avançados abordando aspectos de abrangência técnica e gerencial no contexto da indústria metal-mecânica.

Todos os cursos, inclusive os tradicionais “Escolha e Aplicação de Ferramentas para Torneamento/Fresamento” e “Otimização da Usinagem em Torneamento/Fresamento”, foram desenvolvidos e são ministrados por especialistas da Sandvik Coromant em conjunto com professores de universidades brasileiras.

Cursos tradicionais 26 a 28 de março 23 a 25 de abril 14 a 16 de maio 04 a 07 de junho 02 a 05 de julho 27 a 29 de agosto 24 a 26 de setembro 17 a 20 de setembro 01 a 04 de outubro 22 a 24 de outubro 19 a 21 de novembro

EAFF – Escolha e Aplicação de Ferramentas para Fresamento EAFT – Escolha e Aplicação de Ferramentas para Torneamento EAFF – Escolha e Aplicação de Ferramentas para Fresamento OUT – Otimização da Usinagem em Torneamento OUF – Otimização da Usinagem em Fresamento EAFF – Escolha e Aplicação de Ferramentas para Fresamento EAFT – Escolha e Aplicação de Ferramentas para Torneamento OUT – Otimização da Usinagem em Torneamento OUF – Otimização da Usinagem em Fresamento EAFT – Escolha e Aplicação de Ferramentas para Torneamento EAFT – Escolha e Aplicação de Ferramentas para Torneamento

Cursos avançados 26 a 28 de março 09 a 11 de abril 23 a 25 de abril 07 a 09 de maio 28 a 30 de maio 18 a 20 de junho 25 a 27 de junho 16 a 18 de julho 30 a 01 de agosto 13 a 15 de agosto 27 a 29 de agosto 10 a 12 de setembro 24 a 26 de setembro 08 a 10 de outubro 12 a 14 de novembro 03 a 05 de dezembro

LMPU – Lean Manufacturing Aplicado aos Processos de Usinagem (primeira turma) GFA – Gerenciamento da Fábrica (primeira turma) ASPU – Análises e Soluções de Problemas em Usinagem (primeira turma) HSM – High Speed Machining (primeira turma) CUSTOS – Custos Industriais Aplicados à Usinagem (primeira turma) QUAL – Qualidade (primeira turma) TLHP – Tópicos sobre o Lado Humano da Produtividade (primeira turma) SAPU – Sistema de Apoio aos Processos de Usinagem (primeira turma) 6SIGMA – Programa 6Sigma (primeira turma) GFA – Gerenciamento da Fábrica (segunda turma) ASPU – Análises e Soluções de Problemas em Usinagem (segunda turma) CUSTOS – Custos Industriais Aplicados à Usinagem (segunda turma) LMPU – Lean Manufacturing Aplicado aos Processos de Usinagem (segunda turma) HSM – High Speed Machining (segunda turma) SAPU – Sistema de Apoio aos Processos de Usinagem (segunda turma) QUAL – Qualidade (segunda turma)

Sinônimo de Produtividade Máxima

Av. das Nações Unidas, 21.732 – Santo Amaro – São Paulo – SP – CEP 04795-914 Tels.: (11) 5525-2716 e 5525-2717 — Fax: (11) 5525-2775 e 5525-2748