El mecanizado de aluminio está adquiriendo especial importancia en la industria automotriz. Gracias a su bajo peso, el aluminio es ideal para reducir el peso y, por ende, el consumo de combustible de los vehículos. La gran diversidad de aleaciones de aluminio a mecanizar y sus diferentes propiedades, determinadas por el contenido específico de silicio, representan un gran desafío para los fabricantes de herramientas.
Particularmente en la electromovilidad, el aluminio ofrece un enorme potencial. Se utiliza principalmente en la fabricación de módulos de baterías, estatores y otros componentes estructurales ligeros. Debido a su bajo peso en comparación con el acero y otros materiales, es muy adecuado para reducir significativamente el peso de un vehículo, lo que tiene un efecto positivo en la autonomía. Sin embargo, no todo el aluminio es igual. En la industria, se utilizan principalmente aleaciones de aluminio con cobre, magnesio y el elemento principal de aleación, silicio (Si). El silicio proporciona excelentes propiedades de fundición y, por lo tanto, es un componente importante de las aleaciones. Las aleaciones varían mucho en sus propiedades, especialmente debido a diferentes contenidos de silicio. Esto tiene consecuencias para el mecanizado.
Desafíos en el mecanizado de aluminio
El mecanizado de aluminio requiere herramientas especializadas debido a sus propiedades materiales. Así, las aleaciones hipereutécticas (> 17 por ciento de contenido de silicio) necesitan recubrimientos extremadamente robustos, mientras que las aleaciones con bajo contenido de silicio a menudo causan problemas con virutas largas, que pueden llevar a atascos de virutas.
Las aleaciones hipereutécticas con más del 17 por ciento de contenido de silicio son adecuadas para piezas fundidas sometidas a desgaste y calor, especialmente en la construcción de motores. Por lo tanto, se utilizan principalmente para la fabricación de pistones, así como de carcasas de cigüeñal y cabezas de cilindro. En la fusión, primero se solidifican los cristales de silicio, hasta que posteriormente la fusión restante se solidifica. El silicio duro y quebradizo provoca un mayor desgaste de la herramienta durante el mecanizado posterior. Por lo tanto, solo se pueden utilizar herramientas de carburo sólido especialmente recubiertas o, en algunos casos, incluso herramientas de diamante. A través de un diseño específico de la ranura de corte y un recubrimiento optimizado, se puede minimizar el desgaste. Esto evita paradas y mantiene la calidad de mecanizado constantemente alta.
Menos exigente, pero aún así una prueba de estrés para las herramientas, son materiales como la aleación de aluminio GD-AlSi9Cu3, con un 9 por ciento de contenido de silicio, que se utiliza, por ejemplo, para carcasas de transmisiones. Aquí es especialmente importante optimizar los tiempos de vida útil y el tiempo de ciclo. A través de una combinación ventajosa de geometría de herramienta específica, recubrimiento y ranuras de sujeción pulidas, Müller logró en la práctica duplicar la vida útil y reducir a la mitad el tiempo de ciclo. Esto hace que la producción sea más eficiente, ya que se pueden mecanizar más piezas antes de que sea necesario cambiar una herramienta.
Un desafío de otro tipo son los materiales con bajo contenido de silicio, como los que se utilizan en la producción de piezas estructurales de vehículos como carrocerías. Estos tienden a producir virutas muy largas durante el mecanizado, lo que resulta en virutas enredadas y atascos de virutas. Así, Müller recibió el encargo de optimizar el mecanizado del material AlMg0,7Si-T66, que tiene un contenido de silicio muy bajo del 0,7 por ciento, para la fabricación de unidades lineales. Las virutas enredadas y el atasco de virutas debían ser solucionados manualmente por un empleado. Esto no solo era ineficiente, sino que también impedía una fabricación totalmente automatizada y retrasaba la producción debido a paradas. A través de un taladro escalonado a medida con una ranura de corte optimizada para la gestión de virutas, Müller logró acortar significativamente las virutas. Así, estas no se convirtieron en un problema. Esto permite que los empleados se dediquen a otras tareas y al mismo tiempo se logró reducir a la mitad el tiempo de ciclo.
Müller presta atención a la selección de la herramienta adecuada, asegurándose de que esta se adapte específicamente a las propiedades del material a mecanizar. Para garantizar altos estándares de calidad y larga durabilidad, Müller pule todas sus ranuras de sujeción, ya sea que estén recubiertas o no. Esto minimiza la fricción durante el mecanizado y aumenta la vida útil. Todas las herramientas de Müller también pueden ser afiladas y, por lo tanto, su vida útil se prolonga. Incluso en herramientas afiladas, las ranuras de sujeción se pulen.
Sostenibilidad en la cadena de suministro
Particularmente en la industria automotriz, incluidas las cadenas de suministro, la sostenibilidad y la reducción de las emisiones de CO2 juegan un papel central. Por lo tanto, Müller ofrece un servicio de reacondicionamiento para todas sus herramientas, ya que la capacidad de reciclaje de las herramientas puede contribuir valiosamente a la reducción de las emisiones de CO2 y el desperdicio de materiales. En la producción de carburo, se generan altas emisiones de CO2. Estas se pueden evitar si una herramienta desgastada, que ya no puede ser afilada, se transforma en una nueva herramienta más pequeña.
Cuando una herramienta ya no puede ser afilada, el cliente la envía a Müller y solicita una alternativa. Los expertos de Müller cortan la parte de corte desgastada, muelen la parte no utilizada y trabajan la geometría deseada. Posteriormente, se recubre y pule si es necesario, y así se obtiene una nueva herramienta a partir de carburo viejo. Las herramientas recicladas tienen la misma alta vida útil que las herramientas nuevas. También el afilado es posible sin problemas. Por lo tanto, no hay diferencias de calidad con respecto a una herramienta nueva. Según cálculos basados en valores promedio que indican las emisiones de CO2 en la producción de carburo, se pueden ahorrar varias toneladas de CO2 anualmente. Ejemplos concretos de la industria cuantifican los ahorros en 14 toneladas de CO2 por año. Este valor varía según el volumen de herramientas: Cuantas más herramientas se reciclen, más CO2 se puede ahorrar.
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