Las empresas de mecanizado de componentes aeroespaciales se encuentran con grandes desafíos en el conformado de sus piezas.
El principal escollo está relacionado con los materiales, básicamente por la mala maquinabilidad de éstos que acaba afectando la productividad y acortando la vida útil de las herramientas de corte, nuestras alidadas.
A causa de esta problemática entra en valor el papel que juegan las herramientas de corte y su especificidad.
El pasado 13 de octubre publicamos un post relacionado donde os presentamos las propuestas de herramientas especiales para el mecanizado de metales especialmente duros como son el titánio, las superaleaciones de alta temperarura y los aceros de alta resistencia, por las dificultades de su mecanizado.
Hoy vamos a abundar en este tema tomando como fuente un estupendo artículo publicado justamente la semana pasada en nuestra revista de referencia Canales Sectoriales, Interempresas, metalmecánica.
Citaremos algunos de los materiales empleados en la industria aeronáutica poniendo de relieve el papel de las herramientas de corte y el refrigerante en este tipo de mecanizado.
Veamos qué tipo de materiales encontramos en el conformado de piezas para aviones de forma rápida y como se aborda su mecanizado.
Materiales compuestos
Los podemos encontrar en drones por ejemplo, estas máquinas cuentan con una proporción considerablemente mayor de materiales compuestos. Estos materiales compuestos exigen herramientas de corte específicas.
Aluminio
El aluminio sigue siendo un material ampliamente utilizado para elementos de fuselaje. Puede parecer que el mecanizado de aluminio es simple, sin embargo, la selección de la herramienta de corte correcta es una clave necesaria para el éxito en el mecanizado de alta eficiencia para el aluminio.
Titanio y HTSA
El motor de turbina se compone de piezas con formas muy complejas. Las partes geométricamente complicadas de los motores aerodinámicos funcionan en entornos altamente corrosivos y están concebidas para garantizar el ciclo de vida necesario.
Los actuales centros de mecanizado multieje permiten varias estrategias de corte para proporcionar perfiles complejos de una manera muy eficaz. Pero una herramienta de corte, que entra en contacto directo con la pieza, tiene un fuerte impacto en el éxito del mecanizado. El desgaste intensivo de la herramienta afecta a la precisión dimensional y de la superficie, mientras que una rotura imprevisible de la herramienta puede provocar el descarte de toda una pieza.
Otras problemáticas a la hora de mecanizar para el sector aeronáutico
Los álabes de turbinas de aeromotores y compresores, impulsores y rotores tienen una forma muy compleja por los requisitos aerodinámicos. Los nuevos desarrollos, que están dirigidos a mejorar la eficiencia, se suman a esta complejidad. El avance de la tecnología trajo nuevos métodos para producir piezas pre-formadas, en particular la impresión 3D, que disminuyen significativamente el exceso de material que se elimina por mecanizado. Sin embargo, el mecanizado sigue siendo el método más común para el proceso de modelado final en la fabricación de componentes aeroespaciales geométricamente complejos.
El progreso en los sistemas de mecanizado de 5 ejes y CAD/CAM ha enriquecido el conjunto de soluciones del fabricante para superar las dificultades en la producción de componentes.
Las fresas en forma de ‘barril’ tienen buenas perspectivas en el mecanizado de 5 ejes de componentes aeroespaciales con superficies complejas.
Importancia de las herramientas de corte
El desgaste intensivo de la herramienta afecta a la precisión dimensional y de la superficie, mientras que una rotura imprevisible de la herramienta puede provocar el descarte de toda una pieza.
Las máquinas multitarea avanzadas, los tornos de tipo suizo y los tornos fresadores y multitarea han cambiado profundamente la fabricación de piezas pequeñas de varios sistemas hidráulicos y neumáticos, actuadores y accesorios, que se utilizan en las aeronaves
Asimismo se sabe que la funcionalidad de la herramienta de corte es la que define el nivel real de productividad y que las herramientas de corte en su desarrollo van algo por detrás de las máquinas-herramienta modernas, y esta brecha de desarrollo limita las capacidades de las máquinas de vanguardia en la fabricación de componentes aeroespaciales, precisamente por las propias características de los materiales empleados.
Requisitos en las herramientas
Una herramienta de corte —el elemento más pequeño de un sistema de fabricación— se convierte en un pilar clave para mejorar sustancialmente el rendimiento. Por lo tanto, los fabricantes de piezas aeroespaciales y los fabricantes de máquinas-herramienta están esperando de los fabricantes de herramientas soluciones innovadoras para nuevos niveles optimizados de extracción de material.
Objetivos
mas productividad
mas vida útil de las herramientas
Las formas complejas de muchas piezas aeroespaciales específicas y componentes de fuselaje de gran tamaño, exigen un período de vida útil predecible de la herramienta para una planificación fiable del proceso y un reemplazo bien cronometrado de las herramientas desgastadas o sus componentes de corte intercambiables.
Tanto en las operaciones de fresado, torneado y taladrado de piezas para el sector aeronáutico es fundamental disponer de las herramientas que den respuesta a estas exigencias, por ello todos los fabricantes de herramientas han puesto el foco en sus productos para dar respuesta a las demandas del sector y estos avances revierten en toda la cadena de producción a nivel multisectorial lo que nos satisface enormemente al producirse un importante salto cualitativo.
Importancia del refrigerante
No olvidemos la importancia del refrigerante pues en el mecanizado de titanio, HTSA (Aleaciones de Alta Temperatura) y acero resistente a la maquinabilidad, la Refrigeración a Alta Presión (HPC) es una ‘herramienta’ eficiente para mejorar el rendimiento, la vida de la herramienta y aumentar la productividad. La HPC reduce significativamente la temperatura en el filo, garantiza una mejor formación de virutas y las proporciona en pequeños fragmentos. Esto contribuye a mayores parámetros de corte y una mejor vida útil de la herramienta en comparación con los métodos de refrigeración convencionales. Una aplicación cada vez más intensiva de HPC al mecanizado de materiales difíciles de cortar es una tendencia clara en la fabricación de componentes aeroespaciales. Comprensiblemente, los fabricantes de herramientas de corte consideran que las herramientas HPC son una dirección importante de desarrollo.
Podrìamos alargar este articulo citando aspectos complementarios pero lo esencial está dicho. Esperamos que os haya gustado.
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