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Abril de 2021 Página 1 de 3

Torneado duro y rectificado: La clave está en la combinación inteligente de procesos

Dr.-Ing. Miguel Garzón

La producción de autopartes requiere productividad, calidad y flexibilidad. ¿Cuándo escoger cada uno de los procesos, con miras al mercado en 2030?

Según un estudio del Boston Consulting Group, se pronostica un futuro cercano para los automóviles en el que a 2025, cerca de un tercio tendrá algún tipo de motorización eléctrica (ya sean híbridos, completamente eléctricos, o alguna otra variación). Para 2030 este porcentaje se incrementará al 51%. Ese año, el 49% restante de los vehículos, de los que se espera vender entre 100 y 110 millones de unidades, será una mezcla de motores de gasolina y diesel, seguramente con mejoras en sus cifras de eficiencia de combustible y emisiones de gases invernadero. Para los OEM y las empresas proveedoras esto significa que habrá una gigantesca variedad de componentes convencionales, como ejes y engranajes, así como de nuevos componentes de transmisión de potencia aún por diseñarse. Todo esto sumado a una gran presión de costos.

Grandes retos por afrontar para los autopartistas

Inmensas cantidades de producción, requerimientos de mecanizado de alta precisión y una enorme presión por reducir los costos: los requisitos de fabricación de los componentes de transmisión son exigentes y serán aún más exigentes en el futuro a medida que la industria automotriz continúe evolucionando.

Componentes como ejes y engranajes poseen propiedades mecánicas excepcionales. Deben ser dúctiles y tenaces en su núcleo para soportar altas cargas cíclicas y posibles impactos. Al mismo tiempo, poseen altísimas durezas superficiales (hasta 62 HRC) para sobrellevar las inclementes condiciones de desgaste por rozamiento al transmitir la potencia mecánica de un componente a otro. El mecanizado final de estas piezas se hace en estado duro, después del tratamiento térmico para lograr las exigentes tolerancias de posición y de forma.

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Adicionalmente, el acabado en algunos sectores de la pieza debe cumplir con condiciones de rugosidad superficial especiales que tienen que ver con las funciones del producto para mantener una lubricación adecuada durante su funcionamiento.

Siendo piezas rotativas, la historia de la manufactura ha tendido a generar ese tipo de funcionalidades superficiales a través del proceso de rectificado. Más recientemente, el avance en materiales de corte, como los insertos de CBN (nitruro de boro cúbico) han hecho posible que el proceso de torneado se pueda realizar de manera económicamente viable en aceros con durezas por encima de los 60 HRC: el llamado torneado duro.

Cuándo escoger torneado o rectificado

Hoy en día el torneado duro se enfrenta cada vez más al rectificado como un proceso competitivo. En principio, este último promete más precisión, mientras el torneado duro seduce con su eficiencia económica para bajas cantidades de producción y geometrías complejas. 

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La escogencia de uno u otro proceso para el caso específico de sistemas de transmisión depende claramente de la aplicación. Ni uno ni otro proceso pueden ser evaluados ciegamente como "más económicos". Simplemente depende de la aplicación.

El rectificado cilíndrico ha sido el estándar de la manufactura de piezas de sección cilíndrica largas y delgadas por mucho tiempo. Su ventaja principal es la confiabilidad que le otorga la robustez de su proceso, optimizado a través de generaciones.

Con grandes series de piezas con superficies anchas, el torneado no es tan económico como el rectificado. Cuando por ejemplo, las durezas suben de los 63 HRC y deben obtenerse rugosidades superficiales por debajo de los 0,6 um Ra, es complejo alcanzar con el torneado precios competitivos, pensando que un proceso como el rectificado puede necesitar únicamente cambiar la rueda de CBN cada 3 meses trabajando a 18 turnos semanales. Cada rueda puede costar un par de miles de dólares, pero en su tiempo productivo fabricó varios cientos de miles de piezas de alta calidad. El torneado, aunque flexible en su concepto, puede presentar ciertos problemas de confiabilidad en el caso en que alguna herramienta de corte presente una pequeña fisura que genere luego problemas de acabado superficial, o incluso de generación de esfuerzos residuales sobre el producto. Es importante por esto hacer el cálculo de costos reales para decidir sobre el proceso ideal.

Piezas fabricadas en su mayoria por rectificado. Cortesia: Junker

Piezas fabricadas en su mayoría por rectificado. Cortesía: Junker


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Torneado, rectificado, procesos correctos de torneado y retificado
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