Mientras que la proporción de componentes de titanio representa solo alrededor del 14 por ciento del peso de un avión de pasajeros típico, su participación en el tiempo de mecanizado es de aproximadamente dos tercios del tiempo total de mecanizado de los componentes metálicos. Esto se debe a que, en comparación con el mecanizado de aluminio, los volúmenes de material removido alcanzables (cm3/min) en el mecanizado de titanio son muy bajos. Quien logre reducir los tiempos de mecanizado para un componente de titanio o mejorar significativamente los tiempos de vida de las herramientas de mecanizado, aumentará la eficiencia y rentabilidad de sus procesos de manera notable. Con el nuevo fresador de corte ligero M5250, el especialista en mecanizado Walter ha logrado un avance, en estrecha colaboración con el experto en fluidos de corte Blaser Swisslube y el fabricante de máquinas premium Makino.
Los procesos de mecanizado, especialmente cuando se trata de trabajar con materiales exigentes como el titanio, son un trabajo en equipo. El potencial de una máquina de alta gama desarrollada para el fresado de aleaciones de titanio como la Makino T2 se puede aprovechar al máximo cuando se trabaja con herramientas de mecanizado y fluidos de corte optimizados. Esto también es cierto al revés: el nuevo fresador M5250 de Walter muestra su mejor rendimiento al desbastar componentes de titanio en máquinas como la Makino T2, que ofrece condiciones de trabajo óptimas para el fresador gracias a un sistema de amortiguación activo, una construcción rígida y un husillo de alto rendimiento con alto par, así como un potente sistema de refrigerante a alta presión.
Alta carga térmica para la herramienta y el husillo
El titanio y las aleaciones de titanio tienen una baja conductividad térmica, lo que representa un verdadero desafío para el mecanizado. Mientras que en el mecanizado de acero alrededor del 80 por ciento de la carga térmica generada se disipa a través de las virutas, en el titanio solo es el 20 por ciento. Esto significa que la herramienta de mecanizado y el husillo deben absorber una gran cantidad de calor. En el filo de la plaquita de corte se generan cargas térmicas extremas. Sin medidas correctivas, el filo en contacto con la pieza de trabajo se desgastaría extremadamente rápido: prácticamente se evaporaría. Con geometrías de borde de corte especiales y recubrimientos, así como el uso de fluidos de corte, se intenta ralentizar y controlar este inevitable proceso de desgaste. Para estar realmente seguros en cuanto a la calidad del mecanizado, muchos responsables de producción también reemplazan las plaquitas de corte mucho antes de que aparezcan signos de desgaste profundo.
Fluido de corte y máquina en armonía
Daniel Schär, gerente senior de segmento en Blaser Swisslube AG, explica el papel de Blaser en el proyecto: 'En el mecanizado de titanio, el control del desarrollo del calor en la herramienta y la máquina juega un papel central. Aquí se puede hacer una gran diferencia con un fluido de corte optimizado para estas condiciones especiales, tanto en la vida útil de la herramienta como en el volumen de material removido. Nuestro equipo de desarrollo ha trabajado intensamente en la visión del fluido de corte ideal. Con el Vasco Skytec H 600 estamos muy cerca de lograrlo.'
En pruebas comparativas con 22 fluidos de corte de competidores y cinco de nuestros propios productos, que Blaser Swisslube llevó a cabo en su centro tecnológico en Suiza, el innovador fluido de corte se posiciona claramente en la cima.
El innovador fluido de corte Vasco Skytec H 600 desarrollado por Blaser Swisslube tiene una eficiencia significativamente mayor en el mecanizado que los fluidos de corte convencionales. Así, incluso en procesos ya existentes se pueden lograr mayores tiempos de vida útil para la herramienta utilizada. Andrea Biscardi, gerente de producto de Makino Europe GmbH, explica qué efectos tiene el nuevo fluido de corte en una máquina como la T2: 'Una de las características más importantes de la Makino T2 es su potente sistema de refrigerante a alta presión de 7MPa con 200L/min. Esto significa que incluso con fluidos de corte convencionales logramos un buen grado de refrigeración en la pieza de trabajo. Al usar Vasco Skytec H 600, se nota una diferencia significativa. Como factor limitante, en cierto sentido, queda la herramienta de mecanizado. O se utiliza una pieza optimizada para el mecanizado de titanio como el fresador M5250 de Walter. Lo que puede hacer se nota en los tiempos de funcionamiento de las máquinas y en los datos de corte que se pueden utilizar.'
Mantener la calma donde es necesario: fresador M5250 de Walter
El mecanizado de titanio ha sido durante años uno de los temas centrales en el desarrollo de productos de Walter. Con el fresador BLAXX Igel M3255, los especialistas en mecanizado de Tubinga ya tienen algo así como un clásico en el programa de mecanizado de titanio. En 2022, Walter lanzó una nueva generación de plaquitas de corte, cuyo filo con geometría WaveCut permite ventajas significativas en la vida útil en comparación con soluciones convencionales. Dirk Masur, gerente de segmento de aviación en Walter, explica: 'Estamos trabajando constantemente para poder ofrecer a los clientes soluciones aún mejores para sus procesos. Proyectos como esta colaboración con Makino y Blaser Swisslube son una oportunidad importante para probar y desarrollar nuevos conceptos de herramientas en condiciones ideales, pero aún así reales y concretas. El nuevo fresador M5250 de Walter se ha beneficiado enormemente de ello.'
El objetivo principal de Walter era aumentar significativamente el volumen de material removido o la vida útil de las plaquitas de corte al desbastar componentes de titanio en comparación con las soluciones anteriores. Con las plaquitas de corte WaveCut ya se presenta un componente importante de una estrategia de desbaste óptima: al cambiar la geometría del borde de corte de un filo recto a un filo 'ondulado', se modifican las fuerzas que actúan sobre la herramienta y la pieza durante el fresado. Los filos entran al material de manera mucho más suave, lo que genera menos vibraciones y permite profundidades de mecanizado en el mecanizado de alto rendimiento de hasta 5xD con bajo nivel de vibraciones.
También la carga térmica que actúa sobre la plaquita de corte, la herramienta y el husillo se reduce ya gracias a la geometría WaveCut. Con la alimentación del refrigerante lo más directamente posible a las plaquitas de corte, se puede reducir aún más el desarrollo de calor en los filos. En el nuevo fresador Walter Igelfräser M5250, el equipo de desarrollo ha utilizado las ventajas de los filos WaveCut, que entran relativamente suaves en el corte, para equipar las placas frontales con dos canales de refrigeración cada una. Los canales de refrigeración en el cuerpo de la herramienta están diseñados de manera óptima para suministrar refrigerante a los filos individuales, así como en la sección del agujero, de modo que se aproveche al máximo el rendimiento de la bomba de refrigerante y el caudal ofrecido. El medio refrigerante actúa de acuerdo con la exigencia térmica directamente en la entrada del filo en el material. La estabilidad total del cuerpo de la herramienta no se ve afectada durante el desbaste, y gracias a la mejor refrigeración en los puntos neurálgicos, la estabilidad del mecanizado aumenta significativamente.
Sobre todo cuando se utiliza el nuevo Vasco Skytec H 600 de Blaser Swisslube: En la configuración de prueba con los parámetros vc 60 m/min, fz 0.18 mm, vf 218 mm/min, ap 60 mm, ae 10 mm en una pieza de trabajo de titanio grado 5 (Ti6Al4V) en una Makino T2, el nuevo fresador Walter Igelfräser M5250 con plaquitas de corte Tiger·tec G55W WSM45X supera literalmente todas las demás combinaciones probadas de fresadores Walter, plaquitas de corte y refrigerantes. Con 110 minutos, la vida útil de la herramienta por filo es un 162 por ciento superior a la de la configuración con otros refrigerantes y geometrías de corte. Esto también se refleja, por supuesto, en la tasa de eliminación, que se sitúa en 130,9 m3 por minuto.
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