La combinación perfecta para el mecanizado de piezas estructurales en la industria aeroespacial / nº 238

Aeronáutica

Más rápido, mejor y con menores fuerzas de corte

La máquina óptima de mecanizado + la herramienta óptima = la combinación perfecta. Y esto permite realizar procesos de mecanizado rentables y unos resultados impresionantes. Un buen ejemplo de esto es la cooperación entre el fabricante de máquinas F. Zimmermann GmbH y MAPAL. Actualmente Zimmermann. tanto para sus demostraciones como para los test de aceptación de máquina, equipa todos sus nuevos centros de mecanizado horizontales con fresas MAPAL

F. Zimmermann GmbH desarrolló su primer centro de mecanizado horizontal especialmente para el mecanizado de piezas estructurales para la industria aeroespacial. Las piezas estructurales de aluminio, tales como las alas o elementos estructurales de las mismas, generalmente se mecanizan partiendo de material sólido: hasta con un 95% de arranque de material.

En este tipo de trabajos es crucial realizar mecanizados precisos respetando la precisión dimensional y el acabado superficial. Con el aumento del volumen de material mecanizado, la estructura del componente se va debilitando, lo que convierte el mecanizado en un reto adicional.

Con el fin de hacer que el proceso de fresado sea lo más eficiente posible incluso en estas áreas, el nuevo centro de mecanizado FZH ofrece la máxima rigidez; por ejemplo, en los centros de mecanizado de 5 ó 6 ejes, como tecnología principal se utiliza una columna móvil refrigerada por agua. Esta tecnología, disponible en estas máquinas, ofrece un gran aumento de la rigidez.

Con el fin de alcanzar la máxima eficacia, Zimmermann en sus centros de mecanizado utiliza su propio cabezal de fresado patentada de 3 ejes M3ABC.

Principalmente en las esquinas de las cajeras de las piezas, este cabezal de fresado únicamente realiza movimientos de giro muy pequeños, permitiendo mantener el avance más o menos constante y por lo tanto el tiempo de mecanizado se reduce significativamente.

Trabajando juntos por el éxito (de izquierda a derecha): Steffen Nüssle, Bernd Scheurenbrand, Ingeniero de aplicaciones en Zimmermann, Norbert Meier, Servicio de Campo de MAPAL y Dietmar Maichel

Información clave de las herramientas utilizadas en Zimmermann
(foto 1, de izquierda a derecha):

1. Desbaste – solución para diámetros superiores a 25 mm.
Fresa ISO de escuadrado para desbaste SPM con placas intercambiables
Diámetro 40 mm.
Velocidad de avance 21 m/min.
Índice de evacuación de viruta 6.9l/min.
Resultado: 10 % menos de fuerza de corte con el mejor acabado de superficie, comparado con las fresas de otros proveedores utilizadas previamente.

2. Desbaste – solución para rangos de diámetro hasta 25 mm.
Fresa de metal duro con perfil ondulado para desbaste SPM
Diámetro 25 mm. –
Velocidad de avance 13 m/min.
Índice de evacuación de viruta 7.3 l/min.
Profundidad de corte ap 37.5 mm, anchura de corte ae 15 mm.
Resultado: Índices altos de evacuación de viruta con los valores de mecanizado más altos.


Foto 1

3. Semi-acabado de estructuras de pared delgada en varios pasos
OptiMill-SPM fresa de metal duro
Diámetro 16 mm.
Velocidad de avance 12 m/min.
Longitud de proyección 66 mm.
Extremadamente resistente gracias a la forma cónic.
Resultado: Es posible un ahorro de tiempo de más de un 40 % en combinación con el plato de fresar de 3 ejes. 4. Acabado de cajeras profundas y estructuras delicadas en una sola pasada
SPM-Acabado fresa de metal duro
Diámetro 12 mm. –
Velocidad de avance 3 m/min.
El mejor acabado superficial Profundidad de corte ap 40 mm. – Geometría de acabado especial – Sin vibraciones. Resultados perfectos incluso en grandes profundidades de mecanizado y solapado prácticamente completo de la fresa

El comienzo

En una jornada de puertas abiertas celebrado en junio de 2017, Zimmermann realizó una demostración de su nuevo centro de mecanizado FZH con herramientas de la competencia. Sin embargo, estas herramientas fallaron y no cumplieron las expectativas y no pudieron explotar al máximo las posibilidades de la máquina.

“¿Por qué no probamos el rendimiento de las herramientas de MAPAL?”, pensó el jefe de proyectos de Zimmermann, ya que MAPAL estaba presentando sus fresas para el mecanizado de alto volumen en este mismo evento, por lo que al de poco tiempo representantes de ambas empresas llevaron a cabo conjuntamente exhaustivas pruebas de fresado con diferentes herramientas.

Las fresas

“Nuestro propósito era elegir la herramienta óptima de nuestra cartera de productos para operaciones de mecanizado en las máquinas Zimmermann”explica Dietmar Maichel, jefe de proyectos en fresados 3D de MAPAL. La gama de productos del fabricante de herramientas consta de diferentes fresas para diferentes tareas del mecanizado de gran volumen de piezas estructurales de aluminio.

Las herramientas están perfectamente diseñadas para su utilización en máquinas de gran rendimiento como la de Zimmermann. Las fresas SPM están disponibles con diseño en metal duro y en PCD con placas ISO. Actualmente en Zimmermann se utilizan un total de 4 herramientas para las diferentes exigencias de las operaciones de desbaste y acabado.

Análisis de los resultados del mecanizado directamente en el centro de mecanizado horizontal

La interrelación

“La combinación perfecta: la máquina, cabezal de fresado de 3 ejes y las herramientas de MAPAL, aportan al usuario un aumento del rendimiento real”, comenta encantado Steffen Nüssle, director comercial de exportación y jefe de la ingeniería de aplicaciones en Zimmermann, inmediatamente después de las primeras pruebas.

“Con la fresa de escuadrado de desbaste SPM con placas ISO, alcanzamos los mejores resultados que nunca habíamos logrado con una herramienta a placa intercambiables”. Las herramientas ISO con placas pulidas son la última ampliación a la gama de productos SPM. La fresa de desbaste SPM con un perfil ondulado también sobrepaso las expectativas en cuanto al arranque de material, con un excelente funcionamiento suave. “Ahora es posible realizar el mecanizado completo de una cajera de 190x190x40 mm en menos de un minuto”, explica Nüssle.

El presente

Los expertos de F. Zimmermann GmbH están muy satisfechos con las herramientas MAPAL. “La utilización de las fresas SPM nos ha supuesto un gran paso adelante en el mecanizado del aluminio. Nos ha mostrado lo que es una combinación perfecta entre herramienta y mecanizado en términos de resultado”, dice Nüssle. Así, estas herramientas son la primera opción cuando se hacen ensayos de conformidad de máquina o cuando se llevan a cabo pruebas para clientes de la industria aeroespacial en Zimmermann.

El futuro

Las máquinas Zimmermann no sólo son adecuadas para el mecanizado de metales. “Muchos de nuestros clientes fabrican piezas de materiales compuestos”, dice Steffen Nüssle. Zimmermann también quiere fresar piezas de prueba de estos materiales utilizando Herramientas MAPAL. “Confiamos en que empleando las fresas MAPAL para mecanizar materiales compuestos, encontraremos una nueva arma secreta para aprovechar todavía mejor la capacidad de nuestras máquinas”.Ya existen planes para ello.