CNC de elevado desempenho para rodas de elevado desempenho

Primeira posição em maquinação

A BBS Motorsport conta com os centros de fresagem e torneamento controlados pela FANUC

A maquinação de pedaços de metal forjado ou de fundição nas rodas dos veículos de Fórmula 1 e noutros veículos de competição representa uma corrida contra-relógio. O fabricante premium BBS Motorsport obtém resultados extraordinários na maquinação que inclui centros de maquinação Matsuura. A tecnologia preferencial de controlo e de sistemas de acionamento é fornecida pelo líder mundial do mercado, FANUC.

A paixão pelo desporto motorizado de Roman Müller, diretor executivo da BBS Motorsport GmbH, não passa despercebida. Fala com entusiasmo das rodas em liga leve que a sua empresa desenvolveu e produz e dos sucessos obtidos com as rodas BBS durante 40 anos, em cada categoria do automobilismo. Um exemplo: Todos os campeonatos mundiais conquistados por Michael Schuhmacher pela Ferrari ocorreram com rodas BBS.

Deste modo, não surpreende que Roman Müller e a sua experiente equipa se rejam por elevados padrões: "Em colaboração com as principais escuderias, procuramos desenvolver as melhores rodas em liga leve do mundo, que permitirão obter uma margem decisiva de 1/100.º de segundo."

Um parceiro de sucesso no domínio do desporto automóvel, durante 40 anos

A história da empresa está marcada por vários pontos de destaque na sua evolução. Recuando até 1972, a BBS (foi criada em 1970) produzia rodas com três peças, com uma estrutura central, bem como um rebordo externo e interno. Enquanto estes últimos estão disponíveis em vários tamanhos em inventário, a estrutura pré-instalada é ajustada com pouca antecedência nos veículos particulares. Através de um sistema modular, é possível criar muitas versões tendo em conta a largura, o deslocamento do rebordo e o diâmetro. "Este tipo de roda individual fica concluído numa semana", afirma Roman Müller, "e o cliente pode conduzir este veículo desportivo na pista de corrida".

As rodas de três peças continuam populares, no entanto, as rodas de liga leve de uma peça, forjadas ou fundidas numa peça sólida são predominantes. Combinam a leveza das ligas especiais com a estabilidade máxima – sem pontos fracos, como salienta Roman Müller. Para garantir estas qualidades, estão sujeitas a várias inspeções durante a produção na BBS Motorsport –, a primeira vez, sendo antes da maquinação, de modo a garantir que a qualidade do material está em conformidade com as normas. Seguem-se medições realizadas nas máquinas-ferramentas durante o processo e, por fim, uma inspeção 100% tridimensional na sala de dimensão.

Relativamente ao peso, rigidez e durabilidade, a BBS definiu um marco com o desenvolvimento da roda forjada de magnésio. Para Roman Müller foi um grande sucesso: "No início dos anos 90, a Ferrari foi a primeira equipa a utilizar rodas forjadas de magnésio na Fórmula 1. Atualmente, essas rodas tornaram-se o padrão e, infelizmente, deixámos de ser produtores exclusivos."

Porém, a BBS Motorsport excedeu as expetativas, não só relativamente aos materiais, através de inovações que estabeleceram novos padrões no âmbito da maquinação. Por exemplo, a relação peso/estabilidade pode ser otimizada através da fresagem dos raios. Fazendo isso, as peças da roda que não são relevantes para a rigidez e que representam portanto uma carga desnecessária, são removidas. Trata-se de uma tecnologia originalmente desenvolvida pela BBS e atualmente emulada por muitas outras empresas.

Igualmente na vanguarda da maquinação

Para realizar os referidos procedimentos complexos de maquinação de forma económica, o fabricante de rodas tem de ter um departamento de produção equipado na perfeição. Para a maquinação, Roman Müller contou com a colaboração de dois fornecedores determinantes: a Mori Seiki fornece máquinas de torneamento e a Matsuura fornece fresadoras. O que o proprietário da empresa mais aprecia nestes fornecedores é a elevada qualidade a longo prazo. O fornecedor das corridas também elogia os centros de maquinação da Matsuura pela respetiva velocidade: "Quando começámos a utilizar a maquinação a alta velocidade, em 1999, testámos os centros de vários fabricantes. Relativamente aos requisitos da maquinação de liga leve, o modelo FX70 da Matsuura destacou-se na obtenção dos melhores resultados."

Nessa altura, a BBS recebeu tipicamente metais não acabados pré-forjados na proximidade dos contornos finais, pelo que apenas eram necessárias rotinas menores de fresagem e perfuração. Para produzir metais de forma quase acabada, era necessário investir em ferramentas de forja muito dispendiosas – que apenas eram viáveis com unidades de maior dimensão, que por sua vez são raras nas corridas de automóveis.

Deste modo, a equipa de Roman Müller procurou uma alternativa e encontrou-a na maquinação de alta velocidade dos metais forjados como um disco de roda. Através da maquinação de torneamento e fresagem, podiam ser torneados para corresponder a qualquer contorno pretendido – especificado pelo cliente, com elementos de estilo personalizados. Roman Müller explica: "se investir numa matriz de forja dispendiosa, fica limitado durante anos. Com a nossa fresadora de 5 eixos, ganha flexibilidade e pode implementar ideias em 2 semanas e apresentá-las ao cliente."

Tecnologia CNC e de sistemas de acionamento do líder mundial de mercado

Nos anos que se seguiram, a BBS Motorsport manteve-se leal ao fabricante Matsuura. O diretor de produção Francisco Serrano relembra: "Utilizamos há vários anos máquinas-ferramentas com tecnologia de controlo e de sistemas de acionamento da FANUC e a experiência foi a melhor possível. Os produtos são excecionais, o que significa que, em todos esses anos, nunca tivemos quaisquer problemas. Além disso, a estrutura do menu do CNC é muito simples. Em 2007, decidimos encomendar máquinas Matsuura com o CNC de série 30i-A da FANUC." Destaca ainda uma vantagem que resulta da consistência do fabricante do CNC nesta produção: podem ser facilmente atribuídas outras máquinas a trabalhadores qualificados familiarizados com a FANUC, sem recurso a formação adicional. Além disso, a reduzida variedade de controlos evita erros e custos de formação.

Os operadores de máquinas são os principais responsáveis pelos programas NC. São apoiados por planeadores de trabalho que utilizam um sistema CAD/CAM externo, em particular, para elementos de design com formas sofisticadas. Neste contexto, o trabalhador recebe sub-rotinas completas que combina com os seus próprios ciclos de perfuração e torneamento para criar os programas principais. Além disso, integra os programas de medição necessários para a inspeção integrada no processo. Embora pareça ser complicado, com o Manual Guide i, do software de programação de workshops da FANUC, a gestão torna-se fácil. Na sua essência, o software combina duas facetas da programação: por um lado, permite uma programação interativa prática e, por outro, a programação de suporte DIN ISO ou com macros. Deste modo, cada utilizador – consoante os requisitos e conhecimentos individuais – pode optar pelo método de programação ideal. Além disso, os vários métodos podem ser prontamente combinados entre si. Os programas DIN ISO existentes podem ser facilmente inseridos e editados detalhadamente.

Funções úteis do CNC

Na maquinação das respetivas rodas, a BBS Motorsport procura encontrar o compromisso ideal entre um tempo de processamento reduzido e um acabamento de superfície de alta qualidade. O suporte é fornecido pelo CNC de série 30i-A da FANUC, com o qual os centros de maquinação Matsuura MAM72-63V estão equipados e cuja conceção é ideal para maquinação de cinco eixos de alta velocidade (HSC). Significa, portanto, que não só é muito rápido, como também disponibiliza várias funções de software para maquinação de cinco eixos, para utilização otimizada do potencial existente da máquina. Para utilização HSC, disponibiliza um sistema automático de controlo de fornecimento AICC. No âmbito deste termo – AICC significa Artificial Intelligence Contour Control – a FANUC reuniu funções que otimizam as rotinas de aceleração e frenagem e que podem ajustar automaticamente as velocidades da maquinação de cantos ou segmentos de um círculo. Deste modo, a funcionalidade AICC assume, até certo ponto, um controlo avançado, garantindo que a ferramenta pode seguir o caminho indicado com um elevado grau de precisão nos contornos.

Trata-se de uma vantagem, por exemplo, ao trabalhar com estudos de design de difícil implementação, conforme explica Francisco Serrano, diretor de produção: "Recentemente tivemos de seguir o caminho de furos, cujo diâmetro iniciava em 0,4 mm e que aumentava gradualmente. Mesmo no caso de raios muito pequenos, foi necessário laminar as extremidades, que, por sua vez, requereram maquinação complexa durante a fresagem. O êxito foi total com a máquina Matsuura com controlo FANUC."

De um modo geral, a equipa de produção da BBS procura utilizar velocidades rev até 27 000 min^-1 na maquinação de ligas leves. No caso do alumínio, o sistema utiliza velocidades de alimentação de 8 a 10 m/s, no caso do magnésio, de 12 a 14 m/s – para uma alimentação de 5 mm. Para uma fácil definição de parâmetros, a BBS utiliza a função de condição do nível de maquinação fornecida pelo CNC 30i-A da FANUC, que permite ao utilizador ponderar os fatores de precisão, velocidade e acabamento de superfícies. Em seguida, o controlo elabora, de forma independente, a definição do parâmetro ideal. Ao fazê-lo, também tira partido da capacidade do controlo para processar estrias e para otimizar a qualidade de acabamento de superfícies através da função Nano Smoothing 2. Francisco Serrano: "Em colaboração com os técnicos de aplicações da Matsuura, definimos os dados de corte e os acabamentos de superfícies pretendidos e, com a ajuda desta função, configura-mo-los em todas as máquinas. Garantimos assim bons resultados de maquinação, de forma consistente."

Refere ainda um apreço pela enorme disponibilidade de todos os componentes da FANUC: "Nos últimos 12 anos, foi apenas necessário recorrer a um total de quatro chamadas para o serviço de apoio ao cliente da FANUC. Destas, uma foi erro nosso, duas foram consequência do desgaste do material e apenas uma foi devida a uma placa de acesso com defeito". O diretor de produção resume, por fim, da seguinte forma: "Em última instância, tendo em conta que as máquinas e respetivo desempenho são decisivos, bem como a nossa excelente experiência no âmbito dos controlos e sistemas de acionamento da FANUC, consideramos que estes componentes representam fatores co-determinantes na nossa decisão de compra de uma máquina-ferramenta."

Rodas e automobilismo internacional

Quer se trate de Fórmula 1, Fórmula Indy, provas com duração de 24 horas, ralis ou troféus de marca – existem inúmeras equipas de corrida que contam com mais de 40 anos de experiência no desenvolvimento e na produção dos modelos de rodas topo de gama, fabricados com alumínio e magnésio, que a BBS Motorsport tem para oferecer. Os técnicos especializados, localizados recentemente em Haslach i. K., disponibilizam rodas completamente forjadas ou multi-partes, sempre com o objetivo de máxima aerodinâmica, peso mínimo e rigidez ideal. A empresa, atualmente com um quadro de 26 funcionários, apresenta uma capacidade anual de cerca de 12 000 rodas de liga leve. Além das equipas de corrida, os motoristas particulares encontram-se entre os clientes mais importantes. No total, cerca de 40% de todos os pedidos são efetuados por estes clientes. Após o complexo período económico que se seguiu à insolvência da empresa-mãe original, a bem-sucedida equipa da BBS Motorsport pôde começar de novo como empresa alemã "GmbH" ou Ltd, em 2012. A principal acionista é uma empresa japonesa que durante anos levou as rodas forjadas da BBS para as estradas asiáticas.