Al fresar plásticos reforzados con fibra de carbono, la industria de la aviación exige la máxima calidad de las superficies mecanizadas y la mayor seguridad en el proceso. Las empresas Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH y CemeCon establecen ahora nuevos estándares en estrecha colaboración para esta importante industria del futuro. Una herramienta premium desarrollada conjuntamente combina geometría, sustrato y recubrimiento de diamante en una solución óptima.
El mecanizado de los plásticos reforzados con fibra de carbono, conocidos como CFK, que son especialmente ventajosos para la construcción ligera, es uno de los mayores desafíos en la industria de mecanizado. En la construcción de aviones se utilizan variantes aún más exigentes del material compuesto. Al mismo tiempo, allí hay un enfoque absoluto en la máxima calidad de los componentes, que prohíbe cualquier compromiso y exige el máximo rendimiento de las fresadoras utilizadas. Porque las fibras de alta resistencia deben ser separadas de manera limpia, a pesar de sus diferentes orientaciones dentro de la matriz. De lo contrario, se producen excesos de fibra o delaminaciones, que requieren al menos un costoso reprocesamiento manual.
Sobre todo, la fabricación de grandes piezas de avión, como cascarones o segmentos para el fuselaje, presenta a los fabricantes de aviones y a los proveedores una problemática muy específica: los grosores de pared suelen estar entre unos pocos milímetros y varios centímetros. En las transiciones, actúan enormes fuerzas transversales sobre la herramienta de fresado. En el peor de los casos, puede romperse y fragmentos pueden ingresar al interior de la pieza – las interrupciones en la producción o incluso la pérdida de piezas enteras serían las costosas consecuencias. El uso de malla de cobre como protección contra rayos representa otro desafío en el mecanizado. El objetivo es un borde de pieza sin necesidad de retrabajo – sin restos de cobre.
Exactamente a estos desafíos se han enfrentado los socios de desarrollo Hufschmied y CemeCon juntos. El fabricante de herramientas bávaro y el especialista en recubrimientos diseñaron en trabajo en equipo una nueva herramienta de fresado que aumenta significativamente la seguridad del proceso al fresar CFRP y cuya vida útil se pudo extender en más del 50 por ciento en comparación con herramientas de aplicación similar.
Camino estructurado hacia la nueva herramienta premium
„Nuestros clientes de la industria aeroespacial lo enfatizan una y otra vez en las conversaciones: al procesar componentes de materiales compuestos, la seguridad del proceso es la máxima prioridad, ya que incluso las más pequeñas desviaciones en las piezas pueden resultar muy costosas. Esto ha despertado en nosotros la ambición de convencer a los usuarios en este campo con una solución claramente mejorada“, dice Fabian Lindinger, jefe de tecnología de aplicaciones en Hufschmied. Se sentaron las bases para la innovadora fresadora HEXACUT 058, especialmente diseñada para componentes de aviones de CFRP.
En el camino hacia allí, en el centro de desarrollo de Hufschmied cerca de Augsburgo, se cuestionó y revisó inicialmente la geometría de herramienta existente. Además de garantizar una seguridad de proceso óptima, la nueva herramienta debía cumplir con otro requisito: la calidad de corte debe mantenerse durante el mayor tiempo posible.
Ajuste perfecto de los parámetros de la herramienta
En el proceso posterior, se demostró cómo una fuerte asociación en términos de tecnología de innovación puede marcar la diferencia: porque esencial para un resultado global ideal fue, por supuesto, el recubrimiento adaptado, que se ajustó a la geometría de herramienta elaborada por Hufschmied y al novedoso sustrato. Para ello, los expertos en recubrimientos de CemeCon especificaron un material de capa de diamante para la nueva herramienta, que ya en las pruebas alcanzó una calidad absolutamente sobresaliente. "Fue extraordinariamente fascinante observar cómo poco a poco se cristalizó la pareja óptima de sustrato de carburo y material de capa", recuerda Javier Fuentes. El jefe de desarrollo de recubrimientos y materiales de corte en Hufschmied enfatiza: "En el trabajo en equipo productivo, finalmente pudimos lograr un desgaste homogéneo, con el que conseguimos a lo largo de toda la vida útil de la herramienta un borde de fresado claro y suave a un nivel constantemente alto. Y las desconchaduras de la capa o incluso las roturas de la herramienta simplemente ya no ocurrieron en las pruebas de producto."
Marco Furrer, Gerente de Ventas de CemeCon, explica: "Para la nueva herramienta de Hufschmied, hemos adaptado específicamente el probado material de recubrimiento CCDiaAeroSpeed de CemeCon. De este modo, pudimos lograr una adherencia excepcional en el carburo elegido por Hufschmied, a pesar de un alto grosor de recubrimiento. El resultado convincente: el nuevo HEXACUT 058 de Hufschmied permite a los usuarios mantener una calidad de corte consistentemente alta, máxima seguridad en el proceso, también debido a significativamente menos vibraciones, y una vida útil significativamente mayor."
Socios fuertes actúan en igualdad de condiciones.
El desarrollo del proyecto se benefició enormemente de la colaboración profesional de los involucrados, ya que la asociación entre Hufschmied y CemeCon va mucho más allá de una simple relación proveedor-cliente. Trabajando codo a codo, se desarrollaron detalles importantes como la preparación de bordes, los radios de corte o el grosor y la arquitectura de la capa. "Con competencias unidas, pudimos optimizar todos los parámetros hasta alcanzar una solución coherente en todos los aspectos", explica Michael Woda, gerente de desarrollo de diamantes en CemeCon.
También en la producción en serie del HEXACUT 058, las empresas continúan colaborando. Los fresadores premium del nuevo tipo se recubren en la sede principal de CemeCon en Würselen, en el centro de recubrimiento de diamante más grande del mundo, y se someten a un exhaustivo control de calidad. Independientemente de esto, Hufschmied vuelve a verificar criterios relevantes, como la distribución homogénea del grosor de la capa; para los clientes finales, esto significa un valor añadido en seguridad del proceso.
"Este proyecto contribuye, al igual que nuestras otras colaboraciones, algunas de ellas ya de larga data con CemeCon, a establecer a Hufschmied a nivel mundial como sinónimo de soluciones de mecanizado de primera clase", se alegra la directora general Christel Hufschmied por el éxito en el desarrollo. "La nueva herramienta de diamante y el camino conjunto con CemeCon hacia su madurez industrial nos llevan de manera sostenible hacia el logro de nuestros objetivos."
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