O torno mais preciso do mundo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/12/2001

Além do mensurável

Imagine um torno tão preciso que os instrumentos de medida não consigam checar a exatidão de seu trabalho. Um equipamento no qual o operador não possa se aproximar porque o calor do seu corpo poderá afetar a perfeição do trabalho final.

Pois este torno já existe e está em funcionamento no Lawrence Livermore National Laboratory, nos EUA. Chama-se LODTM (pronuncia-se "load'em"), sigla de "Large Optics Diamond Turning Machine". As peças usinadas saem do torno brilhantes como um espelho. É por isso que seu principal trabalho é justamente a construção de espelhos em formatos curvos, utilizados em telescópios e artefatos militares.

Ferramenta de diamante

O torno mais preciso do mundo trabalha com uma ferramenta de diamante de meio quilate. Ele é capaz de tornear peças com até 1,65 metro de diâmetro por 0,5 metro de altura e pesando 1.360 quilos.

A peça trabalhada gira a 50 rpm (rotações por minuto). O trabalho final é especificado com tolerâncias de 28 nanômetros, mais de mil vezes mais preciso que um torno industrial convencional. Esta precisão é tamanha que até hoje não foi possível à NIST ("National Institute of Standards and Technology") corroborá-la, por imprecisão dos equipamentos de medição.

O LODTM nasceu dentro do projeto Guerra nas Estrelas, do governo norte-americano. As experiências com a utilização de raios laser para a defesa contra mísseis inimigos exigiram a criação de sistemas ópticos perfeitos e em formatos pouco usuais, principalmente curvos e cônicos. O LODTM nasceu para criar espelhos em materiais como alumínio, cobre, silício, níquel e ouro.

Operação complexa

O torno trabalha em um ambiente cuidadosamente controlado, a uma temperatura de 20º C. O diamante de corte também é mantido constantemente nessa temperatura, resfriado por óleo.

Após a configuração operacional da máquina, a sala é mantida fechada e o torno só começa a trabalhar 12 horas depois, tempo suficiente para que o calor do corpo do operador se dissipe totalmente. Cerca de 80% do tempo operacional do torno é gasto totalmente com sua própria configuração para operação.

Medidores

O coração do LODTM é um conjunto de medidores isolados do ambiente do torno. O conjunto é construído de invar, uma liga de aço-níquel-cobalto que possui um dos mais baixos coeficientes de expansão independentemente do movimento do torno, fornecendo uma referência precisa.

As medições da peça usinada são feitas sempre em relação a esse conjunto de medidores e não em relação à ferramenta de corte. Sete interferômetros monitoram continuamente a posição da ferramenta em relação à peça. Estas medições a partir de uma plataforma independente e estável são utilizadas em tempo real para guiar a ferramenta, eliminando erros que possam ser gerados pela geometria do torno ou mesmo por um caminhão que passe pela rua.

Espelho de telescópio

O LODTM foi utilizado para a construção dos três espelhos secundários para o telescópio Keck, o mais poderoso telescópio de luz infravermelha atualmente em operação. Produziu também os espelhos primários para o projeto SPARCLE da Nasa. Para a Força Aérea norte-americana, está atualmente produzindo espelhos cônicos de silício para utilização em sistemas laser. O LODTM certamente estará presente no projeto da NASA para o sucessor do telescópio Hubble.