“¿Qué y cómo se va a producir en el 2025?”; es el título de la Jornada sobre Tecnologías y Tendencias a pie de taller, organizada por IMHE en colaboración con el Centre de Formació Práctica de Manresa en su décimo aniversario, que tuvo lugar el 18 de octubre. Participaron como ponentes miembros del departamento de ingeniería mecánica de la propia Escuela de Ingeniería de Bilbao, IK4 Ideko, IK4 Tekniker. Como patrocinadores, se contó con empresas de primer orden en sus campos tecnológicos que también compartieron conocimientos con los asistentes. Estas firmas son NSK, DELCAM e IK4.
L. Norberto López de Lacalle, de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao, ofreció una ponencia titulada “El mecanizado de alto rendimiento: Estado de la tecnología”. En la ponencia, se hizo un resumen de los 200 años de historia de la máquina-herramienta y los cien del mecanizado moderno. En la primera década de este milenio, se comenzó a trabajar con las máquinas multitarea, rompiéndose la barrera entre tipos de máquinas. Hoy en día, la multitarea ya es un hecho.
Hay que diferenciar dos conceptos:
- En el mecanizado de alto rendimiento (HRR: High Removal Rate Machining), prima la productividad del proceso (máximo caudal de viruta). Se basa en aumentar las profundidades de corte y moderadamente la velocidad (“Mucho y lento”).
- En el mecanizado a alta velocidad (HSM: High Speed Machining), se produce un arranque de viruta a velocidades muy superiores a las convencionales (x 3 o 4), a costa de disminuir la profundidad de corte (“Poquito y a toda velocidad”).
El concepto actual de mecanizado de alto rendimiento se refiere a “toda técnica de mecanizado que aumente el valor añadido del proceso”. Son importantes cuestiones como:
- Productividad: medida como tasa de arranque, cantidad de material eliminado en la unidad de tiempo. También deben procurarse condiciones que induzcan un desgaste no excesivo de las herramientas.
- Calidad: la mayor precisión dimensional y una menor rugosidad de las superficies.
- Reducción del impacto ambiental.
En el proceso de mecanizado a alta velocidad, se produce una deformación viscoplástica a elevada velocidad, la energía de deformación se convierte en calor y se produce una elevada fricción.
El mecanizado a alta velocidad de aleaciones ligeras es un proceso termofísico mejorado, de alta velocidad real, con variación del balance térmico, mientras que el de moldes (aceros y fundiciones) y aleaciones del motor se trata de un proceso más rápido. En ambos casos, se requiere una máquina de alta velocidad.
Hay que tener en cuenta tanto las piezas a mecanizar como las herramientas utilizadas. En el segundo caso, como material base o sustrato, se utilizan nuevos materiales sinterizados; como recubrimiento, nuevas calidades más resistentes, y la geometría ha sido optimizada. Además, a veces la mejora proviene de cómo aplicar el mecanizado: herramienta + manual de uso. Tres ejemplos de creatividad son: fresado de alto avance; fresado de penetración o plungee y trocoidal, y taladrado por fresado orbital.
En cuanto a la lubricación, se debe utilizar la mínima cantidad de lubricante (MQL): micropulverización.
El mecanizado en seco se ha conseguido en aceros de moldes y fundiciones en acabado, con el uso de herramientas recubiertas de TiAlN o PCBN. El reto es conseguirlo en aleaciones de aluminio:
Hoy en día, las máquinas-herramienta acostumbran a ser estructuras box-in-box, realizadas con fundiciones de calidad y mecanosoldado, y materiales emergentes. El CNC calcula las posiciones de los ejes y hace que se vaya a esas posiciones, además de relacionarse con los accesorios.
Previsiones
Algunas de las previsiones relacionadas con el sector de L. Norberto López de Lacalle son las siguientes:
- El arranque de viruta desciende en cantidad de volumen arrancado por pieza, pero crecerá en volumen por los países BRICS (Brasil, Rusia, India, China, Sudáfrica).
- Aumenta el valor de las piezas mecanizadas: materiales de partida cada vez de mayor valor y más difíciles y geometrías más complejas, más precisión (de la centésima a las pocas micras).
- Las máquinas son multitasking (multitarea).
- Necesidad de operaciones más complejas sobre piezas de mayor valor añadido: nuevos conceptos de mecanizado (alto rendimiento) y salir de la cultura del acero con composites y otras aleaciones.
- Éxito = máquina de altas prestaciones x proceso
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