Fresas de ranurar cerámicas ayudan a optimizar el mecanizado de componentes aeroespaciales

Cómo ha surgido una nueva tecnología de fresas de ranurar cerámicas para ayudar a cumplir los requisitos, con el potencial de optimizar el mecanizado de piezas de motores aeronáuticos y proporcionar importantes ventajas competitivas.

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*Por: Henri Sevonen, director del sector aeroespacial del especialista en corte de metales Sandvik Coromant

La mayoría de las piezas aeroespaciales se fabrican con superaleaciones termorresistentes (HRSA) y aleaciones a base de níquel, que plantean una serie de exigencias particulares a los ingenieros de producción que buscan fabricar componentes como carretes, discos de turbina, carcasas de combustión y blisks.

Aunque muchos fabricantes utilizan fresas de ranurar convencionales de metal duro enterizo, estas herramientas tienen sus limitaciones en términos de rendimiento cuando se trabaja con aleaciones con base de níquel.

En un escenario global de gran competitividad, los talleres de maquinaria aeroespacial buscan tecnologías de nivel más avanzado que sean capaces de generar un cambio de paradigma en factores como la productividad o la vida útil de las herramientas. Las fresas de ranurar de cerámica pueden ser los artífices de dicho cambio, ya que ofrecen una velocidad de mecanizado de 20 a 30 veces mayor en comparación con las herramientas de metal duro enterizo en operaciones como el planeado y el fresado en escuadra. Estas impresionantes ventajas se deben principalmente a que las cuchillas de cerámica mantienen su dureza a las altas temperaturas que se generan al mecanizar aleaciones con base de níquel.

La fresa de ranurar de cerámica soldada CoroMill® 316 de cabezal intercambiable para operaciones de desbaste es una solución eficaz para aplicaciones en motores aeroespaciales en materiales ISO S. En primera instancia, el concepto del cabezal intercambiable aporta una flexibilidad inherente al proceso. Además, hay disponible una versión de seis canales con radio de punta recto que permite realizar operaciones de fresado lateral con una gran productividad, así como una versión de cuatro canales diseñada para mejorar el planeado gracias a su geometría frontal de alto avance.

El sustrato cerámico de las fresas de ranurar permite aplicar un proceso de corte diferente al de las fresas de ranurar tradicionales de metal duro enterizo. Es importante destacar que la calidad S1KU SiAlON se ha diseñado específicamente para ofrecer un mecanizado superior en aleaciones de níquel y se combina con una geometría negativa que proporciona un filo de corte tenaz. Incorpora también una faceta T para operaciones estables.

La composición química de SiAlON consta de óxido de aluminio y nitruro de silicio (Al203+Si3N4), una combinación que aporta una elevada resistencia al desgaste incluso a temperaturas elevadas.

Mecanizado estable

Se recomienda emplearlas en reglajes estables en todos los casos y siempre sin refrigerante; los talleres de maquinaria deberían utilizar aire a presión en su lugar, ya que el refrigerante simplemente se quemaría a las altas temperaturas que se alcanzan.

Además, el uso de refrigerante facilita los choques térmicos y perjudica la vida útil de la herramienta. Es importante destacar que se requieren velocidades de husillo muy elevadas, de al menos 13 000 rpm.

Otras recomendaciones incluyen la aplicación del fresado hacia abajo, así como de un recorrido de la herramienta programado que mantenga la herramienta en contacto constante con el material.

 

Está claro que las aleaciones a base de níquel desempeñarán un papel vital en el futuro de la fabricación aeroespacial. Sin embargo, los productores de componentes de motores aeroespaciales se enfrentan a numerosos desafíos. Los talleres de maquinaria aeroespacial solo podrán optimizar el proceso de mecanizado si continúan las innovaciones en herramientas, como la tecnología de fresas de ranurar cerámicas.