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fabricación de máquinas herramientas, para desarrollar una cadena de fabricación no convencional de componentes aeronáuticos críticos. Se propuso que esta incluyera el corte con chorro de agua como proceso inicial de desbaste y el corte por electroerosión con Š‹Ž‘ȋǦȌ’ƒ”ƒ‡Žƒ…ƒ„ƒ†‘•—’‡”Ƥ- cial de las piezas. Este artículo se concentrará en los resultados obtenidos por medio de la tecnología de W-EDM. Las cadenas de fabricación alternativas para discos de turbinas, hasta el año 2008, incluían únicamente el corte por electroerosión con hilo como un proceso de remoción inicial burda de material, pero nunca se permitió de- Œƒ” Žƒ• •—’‡”Ƥ…‹‡• ‡Ž‡…–”‘‡”‘•‹‘ƒ†ƒ• …‘‘ƒ…ƒ„ƒ†‘ƤƒŽǡ†‡„‹†‘ƒŽ‘•‡ˆ‡…- tos mecánicos negativos de la capa re- •‘Ž‹†‹Ƥ…ƒ†ƒ“—‡’”‘†—…‡‡•–‡’”‘…‡•‘ por su condición térmica de remoción material. Para ese momento, las mejores condiciones de proceso permitían lograr capas de material afectado térmicamente de entre 5 y 9 μm. Estos valores ‡”ƒƒï‹•—Ƥ…‹‡–‡•ǡ†ƒ†‘“—‡•‡‰ï Žƒ‘”ƒ–‹˜‹†ƒ†ǡŽƒ••—’‡”Ƥ…‹‡•‘†‡- ben presentar ninguna capa afectada por la temperatura. El gran problema detrás de las gruesas capas de material ”‡•‘Ž‹†‹Ƥ…ƒ†‘‡Žƒ•—’‡”Ƥ…‹‡†‡…‘”–‡ es la presencia de poros y grietas. Estos defectos pueden convertirse en un dolor de cabeza al tratarse de una aplicación para piezas rotativas que alcanzan altas velocidades y que están al mismo tiempo siendo cargadas mecánica y térmicamente. Los poros y grietas actúan como concentradores de esfuerzos que aumentan drásticamente la probabilidad de falla de una pieza con cargas cíclicas. Por tanto, un grupo de socios del ’”‘›‡…–‘ …‘ˆ‘”ƒ†‘• ’‘” Žƒ Ƥ”ƒ ‡”‡Š‘ơ „ǡ “—‹‡‡• ˆƒ„”‹…ƒ hilos para electroerosión con sede en ‡—…Š‡ŽŠ‡‹ǡŽ‡ƒ‹ƒǢƒ†‡ž•†‡Žƒ empresa productora de líquidos dieléc- –”‹…‘•ǡ‘‡ŽŠ‡Ž† „†‡–—––‰ƒ”–ǢŽ‘• suizos fabricantes de máquinas de ‡Ž‡…–”‘‡”‘•‹×ǡ ‰‹‡Šƒ”‹ŽŽ‡•Ǣ › los investigadores especializados en EDM del Instituto WZL de la Universi- †ƒ† †‡ ƒ…Š‡ǡ •‡ †‹‡”‘ ƒ Žƒ tarea entre el año 2009 y el 2013 de desarrollar un sistema completo para la fabricación de manera precisa, con- Ƥƒ„Ž‡ › ‡…‘×‹…ƒ‡–‡ ˜‹ƒ„Ž‡ †‡ ranuras en discos de turbinas aeronáuticas y probar su idoneidad para el trabajo bajo condiciones mecánicas de alto desempeño. Para lograrlo, debían superar los tres retos fundamentales que mantienían hasta el momento a la electroerosión con hilo al margen del protagonismo en este tipo de tareas: aumentar la tasa de corte del proceso de W-EDM, cumplir los requerimientos de calidad •—’‡”Ƥ…‹ƒŽ •‡‰ï Žƒ• ‘”ƒ• †‡ Ž‘• fabricantes de turbinas aeronáuticas y diseñar un sistema de monitoreo con- Ƥƒ„Ž‡“—‡’‡”‹–‹‡”ƒ‹†‡–‹Ƥ…ƒ”’‘–‡- ciales errores en la fabricación directamente durante el proceso, para poder tomar medidas correctivas. Mayor productividad El equipo de investigación, usando tecnología de punta en generadores ‡Ž±…–”‹…‘• †‹•’‘‹„Ž‡• ’‘” ‰‹‡Šƒ”- milles 440 ccS, que incluía un sistema ‘clean cut’ de anti-electrólisis, tomó la decisión de probar una serie de hilos ‡•’‡…ÀƤ…ƒ‡–‡†‹•‡Óƒ†‘•’ƒ”ƒŽƒ–ƒǦ rea de cortar, de la manera más rápida y precisa, aleaciones de níquel manteniendo una excelente integridad su- ’‡”Ƥ…‹ƒŽ†‡Žƒ’‹‡œƒǤ Ž…‘…‡’–‘†‡‹–‡‰”‹†ƒ†•—’‡”Ƥ…‹ƒŽ implica, por supuesto, evitar que elementos químicos extraños se difundan ‡ Žƒ• …ƒ’ƒ• •—’‡”Ƥ…‹ƒŽ‡• †‡ Žƒ ’‹‡œƒǡ alterando la aleación original y por ende las propiedades físicas y mecánicas del material. Un nuevo desarrollo de hilo, basado en un alma de cobre electrolítico, con un recubrimiento de latón en fase-b y —ƒ…ƒ’ƒƤƒŽ†‡À“—‡Žǡ‘ˆ”‡…ÀƒŽƒ•‡- jores condiciones de corte, al tiempo que reducía la contaminación por elementos como cobre y zinc de profundidades de 85 nm a tan sólo de 17 nm. Un tipo de hilo adicional, denominado Topas plus X, desarrollado para cortes de alta velocidad usando una combinación de parámetros de corte optimizada, logró reducir en un 33% 18 Edición 5 - Vol. 19 - Octubre/Noviembre 2014 | www.metalmecanica.com el tiempo total de corte de una ranura de ‘árbol de navidad’ en tan sólo tres pasadas, con respecto a los tiempos obtenidos usando las estrategias de maquinado estándar con hilos de latón no recubiertos. De manera importante se debe desta car que los cortes cumplieron con los requerimientos de las normas aeronáuticas, que incluyen una rugosi- †ƒ†•—’‡”Ƥ…‹ƒŽƒ…‡’–ƒ†ƒƒδ͔Ǥ͜ο y una tolerancia en la geometría del ’‡”ƤŽ†‡ά͙οǤ Mercado exigente La sabiduría popular indica que “no se debe cambiar un sistema que está funcionando” y en el caso de la indus tria aeronáutica parecería que este concepto se toma de manera literal. Sobre todo al entender que las consecuencias de un cambio errado pueden costar un número muy elevado de vidas humanas. Sin embargo, si se siguie ra esa creencia ciegamente, la ciencia ja más hubiera evolucionado hasta el punto que la conocemos hoy. En el caso que concierne a este artículo, la única manera de comprobar que una nueva cadena de procesos para fabricar ranuras de discos de turbinas es apta para su uso industrial, es que cumpla (y supere) una serie de pruebas y requisitos, que hasta hoy, son cumplidos por los discos de turbinas que se manufacturan con procesos tradicionales. La Tabla †‡Ƥ‡ Ž‘• ”‡“—‡”‹‹‡–‘• macro- y microscópicos que se deben cumplir desde el punto de vista de la relación entre el proceso de manufactura y sus efectos en el material, para que sean aceptados para la fabricación de ranuras de discos de turbina. De manera adicional a los requerimientos anteriores, la forma de comprobar que una pieza resiste a una serie de esfuerzos mecánicos dados es, efectivamente, haciendo pruebas con base en los estándares establecidos. En el caso de las ranuras para discos de turbina, el material está sometido a una serie de esfuerzos cíclicos que pueden reproducirse mediante pruebas mecánicas de fatiga. TECNOLOGÍA


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