Las guías hidrostáticas no sólo dependen del diseño de las máquinas

Pocos componentes de máquinas-herramienta son más fundamentales que el sistema de guías, el cual provee la interfaz entre los elementos móviles y estacionarios de la máquina. En muchas máquinas, los elementos móviles andan sobre los sistemas de guías usando elementos rodantes –es decir, sistemas de guías con contacto metal/metal–. Las guías hidrostáticas, en comparación, no tienen este contacto. En un sistema hidrostático, los rieles guía utilizan una película presurizada de aceite, con bolsillos en el sistema de guías que distribuyen el aceite al centro del elemento móvil. Sin el contacto de superficie a superficie, las guías deslizantes pueden operar sin desgaste. Aún más, ya que el elemento móvil está suspendido por el fluido, se reduce el impacto de la vibración.

Sin embargo, el sistema de guías no trabaja aislado. Cada diseño de máquinas es un sistema integrado. Hablar de las ‘ventajas’ de un sistema de guías es un poco confuso, comenta Chris Stine, porque el diseño de la máquina tiene que apalancar cualquier beneficio potencial que el sistema de guías logre. Stine es vicepresidente de United Grinding, compañía que ofrece rectificadoras que usan varias opciones de sistemas de guías. Según él, cuando el diseño de la máquina apalanca los beneficios de las guías hidrostáticas, esos beneficios pueden incluir cualquiera de las situaciones expuestas a continuación.

Capacidad de aceleración y carga de peso
Al deslizarse sobre el aceite, la masa móvil no requiere energía adicional para superar la fricción en sistemas con contacto metal a metal. La mejora en la productividad resultante puede verse en aplicaciones que involucran muelas amplias, alta potencia y, o, remoción pesada de material.

Por ejemplo, en la aplicación para rectificar un álabe de turbina de generación de energía que usa una muela de 8” de ancho, una máquina con guías hidrostáticas puede obtener mucha mayor masa en movimiento, comparada con una máquina similar que use rieles guía convencionales. La máquina hidrostática puede también acelerar una masa dada a una mayor tasa. La diferencia en un álabe de turbina, que requiere generalmente movimientos repetidos, puede ser suficiente para rectificar el trabajo en 30% menos de tiempo.

Las máquinas Mägerle con guías hidrostáticas de United Grinding son usadas en aplicaciones de rectificado. Al respecto, un usuario de estas máquinas, Eric Reutimann (propietario de Spectra-Tech, en Hanover Park, Illinois) comenta lo siguiente: “La mesa casi ‘flota’, como si estuviera en agua. No hay un movimiento pegado, como es el caso con algunas máquinas”.

Longevidad
Otra ventaja es su larga vida. Resulta incorrecto decir que las máquinas de guías hidrostáticas necesitan menos mantenimiento, porque requieren una clase diferente de él. El fluido y los filtros precisan mantenimiento. Sin embargo, ya que estas guías eliminan el contacto metal a metal, no hay (en teoría) algún desgaste.

Gary Treichler, vicepresidente y gerente general de Form Grind Corporation, en Rancho Santa Margarita, California, comenta que ha visto sus propias máquinas rectificadoras con guías hidrostáticas, “produciendo grandes partes, aun cuando han sido usadas durante más de 30 años”.

Amortiguación de la vibración
Las guías hidrostáticas pueden ‘envolver’ los elementos móviles de la máquina, de modo que ese elemento esté protegido del contacto superficie a superficie en todas las direcciones (véase dibujo). Este protector amortigua la vibración.

La importancia real de esta amortiguación de la vibración puede variar significativamente de aplicación a aplicación. Los rieles guía lineales con elementos rodantes se usan en muchas aplicaciones de mecanizado de precisión, sin que la vibración haga necesariamente una diferencia. Sin embargo, en algunos casos, la amortiguación de la vibración puede ser crucial para lograr una apariencia necesaria, uniformidad o lisura de la parte.

En un ejemplo reciente, un fabricante necesitó rectificar placas de 33” de longitud de cristal óptico hasta una lisura superior a 100 micras. La máquina con guías hidrostáticas no sólo logró una lisura buena en este requerimiento –sin un cuarto de temperatura controlada–, sino que también evitó que el vidrio se astillase o rompiese durante el rectificado, por efecto de la amortiguación.

Haciendo la elección
Mientras que una máquina de guías hidrostáticas puede costar más que una de guías mecánicas, un taller que enfrenta aplicaciones de muela ancha de rectificado con la mencionada antes puede, felizmente, pagar más por una máquina que tenga la capacidad de rectificar la parte con 30% de mayor rapidez.

Por otro lado, un taller diferente que mecanice exactamente la misma parte, puede preferir la redundancia de tener múltiples máquinas disponibles para el trabajo. Este taller puede preferir contar con un proceso que use un gran número de máquinas menos costosas, aun si esas máquinas son individualmente menos productivas. En otras palabras, desempeño y precio, por sí mismos, no indican cuál máquina-herramienta es mejor.

Stine dice que si la empresa es o no un taller de trabajo puede también afectar la elección. Para extender su inversión en equipo capital, los talleres de subcontratación adoptan a menudo una filosofía para no comprar más capacidad de la necesaria en cada una de sus máquinas.

Quizá el mismo taller de trabajo pueda adoptar la filosofía opuesta en algunos casos. Un taller que necesita comprar una máquina-herramienta más grande que cualquiera de las disponibles actualmente, sólo por uno de sus trabajos, puede escoger la máquina-herramienta más grande en capacidad. Esto significa que puede adquirir una máquina de guías hidrostáticas que ofrezca mayor desempeño, de modo que si el taller necesita ingresar al mecanizado de grandes alcances para mecanizar cualquier forma, puede ofrecer los servicios de mecanizado de grandes alcances, de la manera más agresiva posible.

En resumen: todo depende. El sistema de guías no trabaja aislado. Es un sistema interconectado, como una máquina-herramienta. El verdadero significado de una característica, tal como las guías hidrostáticas, depende no sólo del diseño de la máquina, sino de la parte que está siendo mecanizada y también de las perspectivas del taller que está haciendo el mecanizado.

©Reproducido de Modern Machine Shop con autorización expresa del editor.