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MECANIZADO SUPER ABRASIVO

En la fabricación de componentes, debido a las características de los nuevos materiales, puede ser idóneo el mecanizado super abrasivo, sobre todo cuando la geometría de la pieza es compleja.


Las herramientas - lo hemos dicho a menudo- son de capital importancia en el mecanizado y decisivas en el camino de la consecución de las calidades por ello es tan importante estar al corriente de las posibilidades que la tecnología nos ofrece.


Compresores de tornillo sin fin

Hoy nos remitimos a una publicación reciente que se basa en un trabajo de varios equipos ( miembros del departamento de Ingeniería Mecánica , de la escuela de Ingeniería de Bilbao (UPV/EHU), del Centro de Fabricación Avanzada Aeronáutica. (UPV/EHU) y del Dpto. de Ing. Mecánica. Escuela de Ingeniería de Vitoria-Gasteiz (UPV/EHU)09/09/2022).


Os dejamos este articulo porque lo consideramos altamente interesante aunque vamos a reproducirlo en la parte mas genérica y conceptual para centrarnos en lo mas destacable.


Canales Sectoriales. Interempresas. Metalmecànica

09/09/2022

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La constante evolución y mejora de los procesos productivos hace que cada vez sea más voraz la competencia entre empresas del sector. Es por ello que se analiza hasta el más mínimo detalle dentro de cada una de las etapas del ciclo de vida de los componentes, desde la conceptualización y desarrollo hasta el declive del mismo.


En el sector manufacturero, hay muchos aspectos a analizar: el material, el proceso productivo, las herramientas de fabricación, la máquina etc. En el caso del material, cada vez son más comunes las aleaciones de materiales que dan como resultados materiales nuevos con mejores características; en el caso de las herramientas, existen diversas maneras de mejorarlas, el recubrimiento, el sustrato o incluso la aplicación de tratamientos de filos; y otro aspecto a considerar es qué tipo de proceso de mecanizado emplear para la fabricación del componente. Es en este último caso donde se centra el trabajo actual, en donde se quiere implementar el Mecanizado Super Abrasivo en el mecanizado de componentes de geometría compleja, como el caso de los compresores de tornillo sin fin o screw rotors.

Los compresores de tornillo sin fin se tratan de un par de engranajes especiales formados por dos rotores helicoidales paralelos, uno hembra y otro macho, que engranan uno con el otro al girar. La interacción de ambos preserva el contacto tangencial que, debido a la naturaleza helicoidal de ambas partes, se logra a lo largo de una hélice. Esta hélice de contacto cambia con el tiempo, lo que hace que el fluido/gas confinado en las cavidades se transfiera en la dirección axial. La geometría de los rotores de tornillo puede variar dependiendo del número de lóbulos de cada rotor, el perfil básico del rotor y las proporciones relativas de cada segmento de lóbulo del rotor, sin embargo, geométricamente los límites de los rotores de tornillo son siempre superficies helicoidales.


Estos tipos de componentes se llevan empleando en la industria más de 70 años. En cuanto a la etapa de diseño, se pueden encontrar muchos tipos distintos de rotores. En cuanto a la etapa de diseño de los mismos, el enfoque preponderante es emplear el diseño de uno de los dos rotores y considerar su movimiento relativo con respecto al otro rotor como variable desconocida. Reduciendo así el cálculo a un problema de engranajes de 2D. Por lo tanto, el otro rotor se define como una envolvente de la familia de posiciones de un parámetro del primer rotor bajo un movimiento cicloidal. Uno de los aspectos que más hay que tener en cuenta es la generación de una geometría de transición suave entre rotores, ya que el rendimiento de los mismos estará influenciado por esto mismo.


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Diseño CAD de los compresores de tornillo sin fin


En cuanto a los diseños CAD, lo que se ha hecho en los dos casos de estudio, se ha diseñado el rotor macho con una serie de características específicas y en base a ese diseño se ha diseñado el rotor hembra. En primer lugar, se ha dibuja el perfil de un lóbulo y en función de las características del rotor, se ha generado un patrón de geometría mediante el cual se ha generado el resto de lóbulos, ya sean de perfil simétrico o asimétrico. Posteriormente, teniendo en cuenta la longitud del rotor y el ángulo de la hélice, se ha proyectado y rotado el perfil de la sección del rotor. Finalmente, se ha extruido la sección de los lóbulos a lo largo de una curva base, que es la hélice del rotor. Mediante esos pasos se es capaz de generar el cuerpo del rotor de tornillo sin fin, al cual después se le han añadido unos salientes cilíndricos para que puedan ir apoyados en agujeros en sus respectivos dispositivos.


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Tornillos sin fin con sus herramientas

Y para finalizar esta publicación os adjuntamos un interesante video sobre el funcionamiento del compresor de tornillo, presente en todos los talleres de mecanizado.

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