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Mejorar el mecanizado de aluminio / nº 259

La industria de la automoción se enfrenta a un dilema de peso. En 2017, por ejemplo, los vehículos ligeros fabricados en Estados Unidos, que de media pesaron 4.044 libras (1834 kg), no siempre hicieron honor a su nombre. Las nuevas piezas y tecnologías añaden peso a los vehículos, pero la creciente conciencia medioambiental exige a los fabricantes vehículos más ligeros. Como material más ligero, el aluminio puede solucionar este problema pero también conlleva fresado y retos de mecanizado. En este artículo, Eduardo Debone, jefe global de segmento del departamento de automoción en Sandvik Coromant, explica cómo una única fresa puede ser la solución

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El aluminio siempre será el material que nos hizo volar. Su uso en la aviación precede incluso al primer avión, a finales de 1800, cuando el conde Ferdinand Zeppelin creó la estructura de sus famosas aeronaves epónimas en aluminio. Su título de material de peso ligero por excelencia aún sigue en pie. Su uso en bloques motores de automoción permite reducir drásticamente el peso y mejorar el consumo de combustible.

En otros ámbitos del transporte, el sistema de propulsión de un turismo europeo habitual contiene en torno a 80 kilogramos (kg) de aluminio, lo que convierte a estas partes -como el motor y la caja de cambios- en una clara área de interés para la aplicación de medidas de reducción del peso. Dado que el aluminio es un metal cada vez más popular, los fabricantes de máquinas-herramientas requieren herramientas específicas capaces de convertirlo en un material de trabajo más favorable.

Complejidad de la pieza

El bloque de cilindros es la estructura principal del motor del vehículo. Se encarga de alojar varias piezas móviles que, combinadas, generan la potencia necesaria para mover el vehículo. Durante años, el bloque de cilindros se fabricó de aleaciones de fundición pero, para los turismos actuales, las aleaciones de aluminio son la elección habitual para ahorrar peso.

La fabricación de bloques de cilindros exige el mayor número de máquinas en la producción de componentes de automoción, con procesos a menudo complejos y que implican tolerancias estrechas. El desbaste y acabado de componentes de automoción complejos y críticos como los bloques de cilindros es un proceso caro y lento. Requiere varias herramientas diferentes, lo que implica más reglajes y más refrigerante para reducir el calor generado por el incremento del nivel de fricción.

La culata del motor es otro componente clave que con frecuencia está hecho de aluminio. Transporta aire y combustible a la cámara de combustión y sirve de cubierta para los cilindros, ya que está encima del bloque de cilindros. También sirve de alojamiento para varias piezas diferentes tales como válvulas, bujías de encendido e inyectores de carburante. Al igual que el bloque de cilindros, la culata también requiere mecanizado complejo y de calidad.

El aluminio puede ser más ligero que la fundición, pero también es más blando. Por ello, los acabados de calidad deficiente, las rebabas y el desgaste irregular de la herramienta son problemas habituales. Entonces, ¿pueden los fabricantes de automoción superar estos retos para alcanzar tiempos de ciclo más cortos, acabados superficiales optimizados y mayores ahorros?

La solución de una pasada

Como especialista en mecanizado, Sandvik Coromant ha comprobado que la innovación reside en la simplicidad. Al implementar una única solución en lugar de múltiples herramientas para operaciones de planeado, los fabricantes pueden superar muchos de los retos derivados de trabajar con aluminio. Una fresa de una pasada ofrece capacidades tanto de desbaste como de acabado en una única herramienta y, por tanto, reduce la tensión a la que se somete el aluminio para ayudar a alcanzar resultados de mayor calidad.

Las soluciones de Sandvik Coromant para mecanizado de aluminio incluyen varios diseños de fresa exclusivos y patentados para fresado simplificado, preciso y sin rebabas. Incluyen nuestra fresa de aluminio M5C90, parte de la gama de productos M5, diseñada para planeado en desbaste y acabado de culatas, bloques de cilindros y piezas de aluminio con mayores empañes de fresa además de piezas de pared delgada. La herramienta es capaz de completar el proceso completo, desde desbaste hasta acabado, en solo una pasada.

Esta puede fresar en desbaste y acabar en una única pasada y, en muchos casos, a hasta seis milímetros (mm) de profundidad axial. Hemos experimentado una vida útil quintuplicada, con una reducción del tiempo de ciclo del 200 %.

Una característica clave de la gama de fresas M5 es la tecnología escalonada. Una serie de puntas precisas y duraderas de diamante policristalino (PCD), ordenadas en una configuración circular, permite eliminar progresivamente un poco más de material de la pieza, axial y radialmente. Además, el último diente es un diseño wiper que proporciona un excelente acabado y planicidad. La posición fija de la plaquita wiper y los dientes también elimina los complejos y lentos procedimientos de pre-reglaje. Aunque se requieren varias herramientas para acabar completamente un componente de automoción de aluminio, esta polifacética solución elimina la tensión a la que se somete el aluminio durante el mecanizado.

Como parte de la continua lucha de la industria automovilística por alcanzar un rendimiento más ecológico, seleccionar los materiales correctos será clave para aligerar los vehículos. A su vez, la estrategia simplificada de herramientas como la fresa de aluminio M5C90 ofrece a los fabricantes una forma de hacer frente a las exigencias y la complejidad del mecanizado de aluminio. En ese momento, posiblemente, el aluminio ocupará su merecido puesto como solución al dilema del peso en la industria de la automoción.

SANDVIK COROMANT IBÉRICA

tel. 91 9010275
www.sandvik.coromant.com/es

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