El mecanizado del titanio más rápido

La colaboración entre DST y Walter va mucho más allá del suministro de herramientas. Jürgen Senger, un empleado de Walter Deutschland GmbH, nos da algunos ejemplos: “Nosotros impartimos sesiones formativas a DST trabajando en colaboración muy estrecha y permanente con el departamento de programación de forma que desde 2012, cada vez trabajamos más en nuevos proyectos juntos”. El último proyecto implica herramientas para la nueva máquina ECOFORCE Ti para el mecanizado de titanio. Thomas Troup, jefe de desarrollo de aplicaciones de DST, afirma: “La colaboración entre nosotros se caracteriza por la profesionalidad, podemos confiar el uno con el otro, y hemos creado como resultado una atmósfera de confianza mutua”.

Excelente reputación con los fabricantes de aeronaves
DST goza de una excelente reputación particularmente entre los fabricantes aeronáuticos. Dando un paseo por las salas de producción de Mönchengladbach en seguida te haces una idea clara. El tamaño de las máquinas es indicativo de las enormes dimensiones de los componentes estructurales producidos en ellas. El diseño robusto de las máquinas sugiere su alto rendimiento a primera vista. Con su serie ECOSPEED, DST se ha establecido como uno de los proveedores en el campo del mecanizado de componentes de aluminio de alta resistencia estructural. El alto nivel de producción es la clave.
Para algunos componentes estructurales, el 90% o más de los materiales se mecanizan de un bloque de aluminio para obtener una pieza con un buen acabado y con un peso óptimo. “Las principales ventajas de nuestra máquina para mecanizar aluminio son la alta potencia del husillo con 120kW disponible en un ancho rango de velocidades, las altas dinámicas por las cinemáticas paralelas de nuestro cabezal Sprint Z3, y la disposición horizontal del husillo. Como resultado las virutas se desprenden sin obstáculos” explica el Dr. Marcus Queins, jefe de tecnología en DST. Esto se considera igualmente importante en el titanio, porque el corte repetido con virutas hace que las plaquitas se desgasten rápidamente. “Es por eso que también hemos configurado la ECOFORCE Ti con un pallet vertical en la zona operativa para proporcionar un óptimo espacio para la viruta”.
El titanio conlleva nuevos requisitos
El mecanizado de titanio, es mucho más sólido y más duro, y depende más del par que de la velocidad de corte. Sin embargo, el uso de titanio se está convirtiendo en usual en la industria de fabricación de aeronaves y en la que los ingenieros de producción están considerando más la productividad. Se prevé que en el año 2018 se puedan llegar a mecanizar 85.000 toneladas de titanio en las que dos terceras partes de las mismas se utilizan plaquitas de metal duro.
Walter responde con un completo rango de herramientas especializadas. Un ejemplo es el de la fresa de erizo M3255 de Walter. En una prueba, DST utilizó en la nueva serie de máquinas la versión D80 Z6 (80 mm de diámetro, y seis dientes en cada fila) mecanizando 315 cm3 por minuto, con una velocidad de corte de 45 metros por minuto y un avance de 0.15 mm por diente en una aleación de titanio Ti AMS 4928.
Boing fue el pionero de los nuevos materiales con el 787 Dreamliner, que consiste en mayor parte en CFRP. Sin embargo, los componentes estructurales aún se hacen de componentes no ferrosos. El problema es que los coeficientes de dilatación de aluminio y CFRP difieren considerablemente, lo que los hace muy difíciles de combinar. Por otra parte, el bajo coeficiente de dilatación del titanio es similar a la de CFRP. En comparación con el aluminio, el titanio tiene un peso específico ligeramente superior, pero a pesar de esto algunas piezas de titanio son incluso más ligeras que el aluminio o incluso piezas de acero gracias a su alta resistencia a la tracción. Esto es precisamente lo que impresiona al fabricante de aeronaves, para los que cada gramo cuenta y en general justifica el precio mucho más alto del material. Pero este precio tiene consecuencias. “Las piezas de titanio están siendo más complejas debido al control de peso total de la aeronave y, por tanto, su consumo de combustible se puede mejorar solamente mediante a la optimización del peso y la resistencia a la tracción de la estructura” afirma el doctor Queins con referencia a la primera ECOFORCE Ti, actualmente en fase de prueba.
El ECOFORCE Ti debe cumplir con dos requisitos fundamentales de la industria aeroespacial, ya sabidos: mayores tasas en el mecanizado y costos más bajos por pieza; sin atentar contra la seguridad del proceso, por supuesto. La máquina de cinco ejes tiene un sistema de cabezal de cambio automático que, por un lado, puede alcanzar un par de torsión muy alto hasta 5500 Nm y las fuerzas de avance correspondientes durante el mecanizado de tres ejes pero, por otro lado, con el modo de cinco ejes se pueden llevar a cabo operaciones de desbaste y acabado con un cabezal de fresado compacto.