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28 de abril de 2020 Página 1 de 2

Escoja las herramientas de corte correctas para el trabajo de materiales reforzados con fibras

Conozca los detalles detrás de los recubrimientos que alargan la vida de las herramientas de corte cuando mecaniza materiales reforzados con fibras.

En un número creciente de industrias, incluidas la automotriz y la aeroespacial, los fabricantes siguen haciendo hincapié en la reducción de peso. Por consiguiente, los diseñadores están usando cada vez más plásticos reforzados con fibras, grafito y aleaciones de aluminio con partículas de silicio. Sin embargo, estos materiales dificultan los procesos de mecanizado, ya que son excesivamente duros para las herramientas de corte.

"El problema con las fibras de carbono y el grafito es que son muy resistentes y extremadamente duros de mecanizar", dice Volker Derflinger, gerente senior de Oerlikon Balzers, empresa con más de 30 años de experiencia en la producción de recubrimientos especializados. Asimismo, "con las aleaciones de aluminio y silicio, hay partículas de silicio muy duras incrustadas en el aluminio". Por ende, "para que las herramientas de corte soporten un gran desgaste, se necesita un recubrimiento especializado con una resistencia muy alta a la abrasión".

Estos recubrimientos, aplicados a las herramientas de maquinaria como machos, escariadores, fresas, taladros, insertos, avellanadores y otras herramientas de corte, vienen en una variedad de estilos: desde los recubrimientos de deposición física de vapor (PVD, por sus siglas en inglés) hasta los recubrimientos de diamante.

Recubrimientos de alto desempeño

Entre las opciones de PVD hay varios recubrimientos basados en carbono, que proporcionan una combinación única de propiedades de extrema dureza superficial y bajo coeficiente de fricción. Por ejemplo, el carbono duro BALINIT de Oerlikon se utiliza para el mecanizado de materiales no ferrosos, incluidas las aleaciones de aluminio con hasta un 12% de contenido de silicio (AlSi-12). También es ideal para materiales compuestos reforzados con fibra, siempre y cuando la concentración de fibras no sea demasiado alta.

El recubrimiento de carbono duro BALINIT es fino, liso y de alta rigidez (40-50 GPa), lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una protección superior al desgaste. Además, la aplicación fina y suave ayuda a mantener los bordes cortantes más afilados. Gracias a estas propiedades, un fabricante de Malasia produjo un 95% más de placas base de aleación de aluminio, con un ahorro de producción de 55%, que con herramientas sin tratar.

Ahora bien, cuando el contenido de carbono en los compuestos o el contenido de silicio en las aleaciones de aluminio es demasiado alto, las herramientas de corte suelen requerir un recubrimiento de diamante para evitar el desgaste. Tradicionalmente, las costosas herramientas de corte de diamante policristalino (PCD, por sus siglas en inglés) se han utilizado en tales casos.

Como material para herramientas de corte, el PCD tiene una buena resistencia al desgaste, pero carece de estabilidad química a altas temperaturas y se disuelve fácilmente en hierro. Además, las herramientas PCD tienen una estructura geométricamente limitada, y pueden ser demasiado rugosas o no refinadas para el mecanizado óptimo de la amplia gama de materiales no ferrosos.

Recubrimientos de diamante más gruesos

Como alternativa, se puede utilizar la deposición química de vapor asistida por plasma (PACVD, por su sigla en inglés) para aplicar estructuras de diamante cristalino de espesor y rugosidad variables. Esto beneficia el mecanizado de plásticos reforzados con fibras, grafito, materiales no ferrosos y cerámicos. El recubrimiento de diamante prolonga la vida de la herramienta al tiempo que mejora la calidad del corte y el acabado de la superficie.

“Un recubrimiento más grueso normalmente da una mayor vida a la herramienta, lo que reduce los costes de fabricación", explica Derflinger. En lo que respecta a la satisfacción de esas cualidades, los recubrimientos de diamante BALINIT Micro y Nano son ejemplos de recubrimientos de diamante basados en PACVD, formulados específicamente para las necesidades de una amplia gama de materiales altamente abrasivos y no ferrosos.

Si bien ambos se adaptan bien al mecanizado de cerámicos y plásticos reforzados con fibra, la formulación Micro es ideal para el grafito y la Nano para altas concentraciones de silicio (AlSi-17 o más) y cerámicos en general. El uso de estas formulaciones puede sustituir sin problemas a las costosas herramientas PCD.

Por último, en el mecanizado de cerámicos, típicamente para la industria dental, ambos revestimientos de diamante basados en PACVD (Micro y Nano) pueden aumentar sustancialmente la producción y prolongar la vida útil de la herramienta, a la vez que mejora la calidad de la superficie de la pieza de trabajo. En un experimento, un revestimiento de diamante basado en PACVD produjo unas 900 piezas acabadas, en comparación con las aproximadamente 100 piezas de una herramienta sin tratar.


Categoría de producto:
Herramientas de corte y productos relacionados.
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