Con la mente en el cielo

Debido al gran número de programas de fabricación de aeronaves comerciales que despegan para satisfacer la creciente demanda del transporte aéreo, nunca hasta ahora había sido tan crítica la selección de soluciones de fabricación que permitieran aumentar al máximo la productividad en los talleres de maquinaria

La fabricación de aeronaves se encuentra en plena actividad. Según las cifras de Boeing para todo el mercado, en los próximos 12 a 15 años se fabricarán 27000 aviones de pasajeros de gran tamaño y de carga. Boeing batió en el 2007 su propio récord de pedidos con cinco semanas de espera, y actualmente su lista de pedidos asciende a aproximadamente 3000 aeronaves comerciales. A fecha de hoy, el volumen de producción supone cinco años de fabricación del modelo 737, cuatro años del modelo 777 y casi seis años del modelo 787.

Airbus también ha aumentado su producción recientemente de 32 aeronaves mensuales a 44, mientras que tanto Airbus como Boeing tienen aún más pedidos en espera de ser confirmados. Air France/KLM, British Airways y Air India tendrán que adquirir más aeronaves en el 2008, y todo esto sin considerar las compañías estadounidenses American, Delta y United, que disponen de enormes flotas de aviones antiguos, que se verán obligados a sustituir tarde o temprano si desean seguir siendo competitivas.

En una época en la que los precios del combustible están alcanzando niveles sin precedentes, los OEM y sus socios suministradores se ven constantemente sometidos a presión por parte de las compañías aéreas para revisar sus costes, de forma que éstas puedan mantener sus tarifas tan bajas como sea posible.

SANDVIK COROMANT ha estado haciendo un gran esfuerzo para desarrollar productos específicos para aplicaciones del sector aeroespacial, con el objetivo de ayudar a los fabricantes a satisfacer su programa de pedidos con una inversión mínima de capital.

SANDVIK COROMANT es una empresa asociada al "Advanced Manufacturing Research Centre" (AMRC, Centro de investigación de fabricación avanzada, por sus siglas inglesas) de Sheffield, dentro de un programa de inversión de 45 millones de libras para la colaboración entre suministradores líderes mundiales del sector aeroespacial e instituciones docentes internacionales. Boeing ha asumido un compromiso de 10 años para las inversiones en investigación y desarrollo en el AMRC, para colaborar en el avance de soluciones de fabricación con valor añadido.

SANDVIK COROMANT se sirve del AMRC para poner a prueba ciertos conceptos y para obtener datos confirmados que utiliza el personal de la empresa para resolver aplicaciones reales. Entre los ejemplos recientes, se encuentra el mecanizado de piezas estructurales de aeronaves con cavidades. SANDVIK COROMANT y el AMRC propusieron hasta 25 métodos prácticos para conseguir estas cavidades, de entre los cuales se seleccionaron cinco en un posterior estudio como los más viables en cuestión de productividad, eficiencia y duración de la herramienta. Estas conclusiones se llevaron al centro de investigación de aplicaciones que tiene SANDVIK COROMANT en Suecia, donde se refinaron para obtener la guía de aplicaciones del mecanizado de fresado de titanio.

Hace muchos años que está en funcionamiento este centro de investigación de aplicaciones de SANDVIK COROMANT en Suecia, aunque debido a que el sector aeroespacial en el Reino Unido se ha convertido en el mayor del mundo fuera de los Estados Unidos, ofreciendo empleo a más de 120000 expertos, la empresa ha establecido también unas instalaciones especializadas en su cuartel general del Reino Unido en Halesowen, West Midlands, denominadas Aerospace Application Centre (AAC, centro de aplicaciones aeroespaciales, por sus siglas inglesas).

Como resultado de distintos programas de investigación emprendidos en estos dos centros, SANDVIK COROMANT ha elaborado unas guías de aplicación para el mecanizado de superaleaciones termorresistentes (guía de HRSA) como Inconel 718, y mecanizado de álabes (guía de motores aeroespaciales), al tiempo que mantiene muchos estudios en curso en cuestión de materiales compuestos.

Estas guías de aplicación se pueden descargar en el sitio web de SANDVIK COROMANT.

En lo que respecta a las HRSA, el material de la herramienta constituye uno de los factores esenciales. En este sentido, ahora ofrecen dos calidades cerámicas de Sialon (silicio, aluminio, oxígeno, nitrógeno) para perfilado y abertura de cavidades en HRSA: la calidad CC6065, resistente y previsible, es una alternativa económica a los filamentos cerámicos en mecanizado de etapas intermedias, mientras que la calidad CC6060 es la primera opción en cuanto a resistencia al desgaste en entalla, para mecanizado de perfiles abiertos.

La amplia plataforma de investigación adoptada por SANDVIK COROMANT constituye un factor diferenciador dentro del sector, que aporta coherencia y solidez al proceso de fabricación. Los ingenieros de SANDVIK pueden establecer con seguridad la duración prevista de la herramienta para cada aplicación individual del sector aeroespacial, en función de la profundidad de corte y de la velocidad de avance determinadas. A partir de esta información se puede estimar con precisión el coste del proyecto.

No se evalúan solamente las características de la herramienta de corte. También se tiene que tomar en consideración el tamaño y la forma de los portaherramientas para evitar cualquier interferencia con la pieza que se mecaniza o con el equipo que la sujeta. Este es un factor especialmente importante, ya que el coste por chatarra procedente de componentes puede ascender hasta las 60000 libras.

El Centro de aplicaciones aeroespaciales de SANDVIK COROMANT permite demostrar a los clientes las importantes reducciones en tiempo de mecanizado que pueden conseguir en la pieza real que desean fabricar, o que ya están fabricando, con el consiguiente ahorro de costes en el proceso.

El proceso global de evaluación permite tanto a SANDVIK COROMANT como al cliente echar un vistazo sin prejuicios a piezas existentes o nuevas, para concluir que en todos los casos se puede conseguir algún ahorro. El mecanizado de componentes se puede optimizar mediante las técnicas, herramientas y sistemas portaherramientas más modernos, con trayectorias de herramienta, avances y velocidades de rotación óptimos que reducen al mínimo la duración de los ciclos. También ofrecen asistencia para la programación de la maquinaria. El proceso de aplicación se divide en cinco etapas:

Entrega por parte del cliente de planos e información, como la lista de materiales utilizados.
Elaboración por parte de SANDVIK COROMANT de una configuración de herramienta optimizada, de métodos de aplicación y del caso comercial.
Elaboración por parte de SANDVIK COROMANT de la estrategia de programación fundamentada en las máquinas del cliente.
Simulación y verificación del proceso.
Mecanizado real de los componentes del cliente y confirmación del ahorro determinado para el caso comercial en cuestión.

Todo el proceso es autofinanciado, ya que SANDVIK COROMANT utiliza sus propios recursos para estudiar los posibles ahorros, en paralelo con la operación existente del cliente. Lo habitual es que el coste no supere un porcentaje de un único dígito del ahorro global.

Hay multitud de ejemplos del reciente historial de éxitos del AAC en el sector aeroespacial. Por ejemplo, un accesorio de titanio que antes requería dos operaciones de fabricación dentro de una duración del ciclo de mecanizado combinado de 614 minutos, y que ahora sólo necesita 199 minutos. La solución obtenida se ha aplicado desde entonces a 10 variantes del componente, lo que ha permitido obtener un ahorro anual de 230000 libras con un coste de implantación aproximado del 3%.

Un caso similar es el de un componente de motor con varias operaciones que completaban una duración del ciclo combinado de 480 minutos, que se han reducido a una única operación que dura 53 minutos. Otro ejemplo lo constituye un componente de estructura aeroespacial que ha visto reducida la duración de su ciclo de 1030 minutos a 350, lo que ha permitido obtener un ahorro de 70000 libras al año.

Por último, las nuevas soluciones de herramientas implican una amortización de la inversión más rápida.

Muchas de las innovaciones recientemente introducidas por SANDVIK COROMANT en el sector aeroespacial se exhibirán en el próximo Farnborough Air Show.

Entre ellas se incluirá la broca CoroDrill Delta-C R846, una nueva herramienta para el mecanizado de superaleaciones termorresistentes (HRSA) en aplicaciones aeroespaciales, como la fabricación de carcasas de turbinas de gas. Esta nueva broca ha sido concebida para la producción de agujeros de forma fiable y continua en exigentes materiales de HRSA, con estrictos requisitos del filo de corte.

Para la mejora del rendimiento de las operaciones de torneado, se presentará CoroTurn HP, un sistema portaherramientas de reciente introducción, especialmente pensado para aplicaciones con refrigerante a alta presión en máquinas multitarea, tornos verticales y centros de torneado. El portaherramientas está equipado con dos o tres boquillas cuya ubicación y orientación dependen del tipo de herramienta y de la aplicación. Se conecta a la máquina-herramienta o a un equipo adicional de bombeo que le suministra refrigerante a presiones que rondan los 70 bar.

Ken Williams, director de proyectos estratégicos, aplicaciones aeroespaciales, Sandvik Coromant UK