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Febrero de 2018 Página 1 de 3

Recomendaciones para el reciclaje y reutilización de viruta

Ángela Andrea Castro Jiménez

El reciclaje de residuos de metal está extendiéndose desde frentes como la manipulación en la producción, la recolección y la iniciativa de proveedores para reutilizar sus productos.

No solo es un tema de costos, sino también de cuidado ambiental. El reciclaje de residuos de metal y de viruta se está empezando a generalizar desde diversos frentes tales como la correcta manipulación en la producción, la recolección de desperdicios y la iniciativa de fabricantes de herramientas para darle nueva vida a sus productos usados, entre otros. En este artículo, la autora advierte que además de lo anterior, la academia ha encontrado un nicho de estudio valioso que generará, seguramente, mejores tecnologías para reciclar metales y, sobre todo, resultará en mejores prácticas de producción extendidas a empresas de todo tipo y tamaño.

¿Cuánta materia prima se gasta y se desperdicia en la producción de una herramienta? Esta fue la pregunta que en 2013 intentaron responder los profesores Giovanni Loglisci, Paolo Claudio Priarone y Luca Settineri del departamento de Gestión e Ingeniería de Producción del Politécnico de Torino, en Italia, en un estudio titulado “Fabricación de herramientas de corte: una perspectiva de sostenibilidad” y cuyos resultados fueron presentados en la 11va Conferencia Mundial en Manufactura Sostenible.

Conscientes de que, en los últimos años más que antes, la sostenibilidad se ha convertido en un gran desafío para los sistemas de fabricación debido a la creciente preocupación por el consumo energético y el impacto ambiental asociado de los procesos, estos profesores se dieron a la tarea de adentrarse en la producción de un macho, desde la materia prima hasta el producto terminado, con miras a determinar las diferentes variables que intervienen en un proceso de mecanizado en relación con la cantidad de recursos invertidos.

Concretamente, se analizó el proceso productivo de los machos helicoidales M10, herramientas de corte diseñadas para la manufactura de agujeros roscados. Los machos están hechos de una aleación de acero rápido (HSS) y tungsteno producido mediante metalurgia de polvos, y sometidos a una operación de posprocesamiento en frío. La materia prima fue suministrada en barras redondas, con una dureza máxima esperada de 320 HB. Las barras eran de 10.5 mm de diámetro y 3200 mm de longitud.

La primera etapa del mecanizado fue realizada por un torno de cabezal deslizante Citizen L20 CNC, equipado con un cargador de barras automático. Otras operaciones de corte realizadas fueron: ejecución de agujeros de centro, torneado externo longitudinal y fresado de la sección transversal cuadrada en un extremo de la herramienta a partir del componente semiterminado. Después, el macho fue tratado térmicamente al temple.

El vástago de la herramienta fue rectificado (segunda etapa de manufactura) para conseguir los valores de tolerancia deseados con una rectificadora cilíndrica Zema CNC. Después de esta operación, las tres flautas fueron obtenidas (tercera etapa de manufactura) usando una rectificadora Walter retro equipada por TAMIC (Modelo TGG-SH-20-IC), y específicamente diseñada para maquinar este tipo de geometrías. Finalmente, en una rectificadora GBA CNC, las roscas fueron producidas (cuarta etapa de manufactura).

Cada etapa involucró diferentes herramientas de corte. Para la primera etapa, brocas de centros, tronzadoras, insertos para fresado externo, y cortadores para el inserto de fresado fueron usados. Además, cuatro diferentes ruedas de rectificado fueron empleadas para el maquinado del vástago, las flautas, el punto espiral y las roscas. Para cada caso, el consumo de la herramienta fue asignado a cada unidad individual producida.

La pérdida de material en la pieza de trabajo, debido a la remoción de viruta, fue obtenida directamente a través del software CAD/CAM instalado en las unidades de control de las máquinas herramienta. El material sobrante de la barra HSS fue pesado y subdividido según el número de machos producidos por una misma barra.

Los resultados presentados por los investigadores abarcan el consumo de energía, material, aceite y herramientas. Enfocándonos solo en lo analizado respecto a la pérdida de material, la Figura 1 indica lo sucedido en cada etapa. Los valores porcentuales producidos en las operaciones de maquinado (torneado, fresado y rectificado) están obviamente relacionados con las diferentes geometrías obtenidas en el macho durante cada fase, siendo el torneado, el fresado y el rectificado de roscas los procesos que más y menos material consumieron, respectivamente.

Además, cada barra no pudo ser procesada para todos los 3200 mm de longitud, y esto se debe a dos razones principales. En primer lugar, un mínimo de longitud de barra es requerido para asegurar una sujeción rígida en el chuck del torno CNC. En segundo lugar, la longitud de la barra no es un múltiplo exacto de la longitud de la herramienta. Como resultado, el material sobrante de la barra también fue compartido para cada macho producido: el valor experimentalmente medido de 0.17 kg (en promedio), para cada barra, fue dividido entre el número de herramientas producidas con cada una, resultando en un 15.8% del total del material perdido.


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Acerca del autor

Ángela Andrea Castro Jiménez

Ángela Andrea Castro Jiménez

Editora de Metalmecánica Internacional
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