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Febrero de 2015 Página 1 de 3

Composites, útiles pero difíciles de procesar

Prof. Dr. Ing. Frank Barthelmä

Expertos se refieren al procesamiento de composites, nuevos materiales indispensables en la fabricación de aviones y ahora en la producción de automóviles.

Si bien a los composites se les considera el material del futuro, los fabricantes de maquinaria y herramientas de precisión enfrentarán grandes retos. El presente artículo recoge la opinión de varios expertos que actualmente trabajan en el desarrollo de herramientas adecuadas para estos nuevos materiales, que se vuelven cada vez más indispensables en la fabricación de aviones y que también están llegando con fuerza a la producción de automóviles. Los resultados de las empresas participantes en esta nota nos dan luces sobre la realidad de estos materiales en la manufactura moderna.

Frank Barthelmä, director ejecutivo de la Sociedad para la Ingeniería de Producción y Desarrollo (GFE) e.V., en Schmalkalden, Alemania, fija la atención en algunos retos clave: el riesgo de la delaminación, el poco tiempo de vida de servicio de las herramientas y la extracción de partículas de polvo. “Para la solución de tales problemas es necesario analizar el proceso completo de la cadena de procesamiento de los composites, comenzando por el concepto de máquina, los parámetros de los procesos, la calidad de los componentes y, desde luego, la herramienta”.

La GFE busca la adaptación óptima de las herramientas en un desarrollo interactivo de la tarea de procesamiento. “Una tecnología adecuada de procesamiento, como el pulido con brocha con microterminado o el micropulido por chorro, permite reproducir con precisión micrométrica el radio de corte de bordes (y el borde de corte de la herramienta). Esto reviste particular importancia para la combinación de herramientas multiusos con el fin de evitar la delaminación”, de acuerdo con Barthelmä. Otro paso es el revestimiento. El revestimiento de oxinitruro con oxígeno ha probado ser efectivo y la vida de las herramientas ―en comparación con las herramientas sólidas de carburo tradicionales― es más del doble. Los expertos en maquinado de Schmalkalden esperan, incluso, mejores resultados de los recubrimientos tipo diamante (DLC, Diamond Like Carbon), los cuales se podrían convertir en una alternativa eficiente para los (aún muy caros) diamantes policristalinos (PCD) o las herramientas de diamante de deposición de vapor químico (CVD).

Los fabricantes de máquinas-herramienta tienen también su cuota de responsabilidad en esto. Barthelmä explica que “las altas velocidades con los nuevos husillos encapsulados constituyen uno de los requerimientos para el procesado de composites. Las altas dinámicas en el maquinado y la opción de fresado de varios ejes también son elementos requeridos, tal como sucede en el mecanizado simultáneo y en el de cinco ejes”. La industria tiene una gran esperanza en el mecanizado con manufactura híbrida, como el fresado asistido por ultrasonido.

Costos por reducir

Peter Bütler, responsable de actividades de construcciones livianas en Komet Group, resume estos requerimientos de heterogeneidad: por un lado, las fibras difieren en material, longitud, grosor y dirección de la fibra. Por otra parte, cerca de cien resinas diferentes están disponibles en el mercado para esta matriz: los termoplásticos y los plásticos termoformados, que deben ser mecanizados en frío, y los elastómeros, donde la alta velocidad de corte es crucial y el calor ocasionado por la fricción en la estría debe mantenerse lo más bajo posible”. La colaboración estrecha entre el usuario y el fabricante de la herramienta resulta igual de importante. “Revisamos los factores relevantes por adelantado, tales como el material a maquinarse, así como la tecnología propia del mecanizado”. De hecho, hay una diferencia si se emplean centros de mecanizado, robots o máquinas manuales. La sujeción de la pieza y los riesgos asociados con la vibración también se tienen en cuenta. Otros factores son el enfriado, la velocidad, la tarea en la máquina y la extracción.

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