Mecanizando titanio en un torno CNC automático :: Kuzu, Mecanizados y Decoletaje

Acortar el tiempo de ciclo de mecanizado —lo que reduce los costes laborales y la ampliación de la vida útil de las herramientas—, puede desempeñar un papel importante en la mejora de la productividad y, por lo tanto, en la cuenta de resultados.

Utilizar las máquinas herramientas más avanzadas es ciertamente un componente clave en el logro de una mayor productividad, pero no es toda la respuesta. Es igualmente importante optimizar todos los aspectos, desde las operaciones de adquisición de las materias primas hasta la entrega al cliente.

En el caso de los materiales a mecanizar, es importante tener en cuenta las características específicas de cada tipo de metal para que el proceso sea lo más eficiente posible. Aleaciones complejas y materiales exóticos plantean desafíos especialmente desalentadores.

Barra de cristal de titanio, de alta pureza 99,995%, fabricada por el proceso de yoduro en URALREDMET en la era soviética :: Kuzu Mecanizados y Decoletaje

Barra de cristal de titanio, de alta pureza 99,995%, fabricada por el proceso de yoduro en URALREDMET en la era soviética. [By Alchemist-hp (pse-mendelejew.de) – Own work, CC BY-SA 3.0, Link]

Caso en cuestión: el mecanizado de titanio.

Usos, ventajas e inconvenientes del titanio

Comparado con el acero, aleación con la que compite en aplicaciones técnicas, el titanio es mucho más ligero (4,5/7,8). Tiene alta resistencia a la corrosión y gran resistencia mecánica, pero es mucho más costoso que aquél, lo cual limita sus usos industriales.

Su utilización se ha generalizado con el desarrollo de la tecnología aeroespacial, donde es capaz de soportar las condiciones extremas de frío y calor que se dan en el espacio y en la industria química, por ser resistente al ataque de muchos ácidos; asimismo, este metal tiene propiedades biocompatibles, dado que los tejidos del organismo toleran su presencia, por lo que es factible la fabricación de muchas prótesis e implantes de este metal.

Tornillos especiales de titanio para la industria aeroespacial :: Kuzu Mecanizados y Decoletaje

Tornillos especiales de titanio para la industria aeroespacial

Significativamente más liviano que el acero o el bronce, el titanio suele ser el material de elección en el sector aeroespacial debido a su relación resistencia / peso y al beneficio que conlleva en el consumo de combustible. Estratégicamente desplegado en combinación con materiales compuestos de carbono, el titanio ofrece ventajas de rendimiento significativas sobre el aluminio, proporcionando la protección de seguridad adicional requerida en áreas sujetas a tensiones extremas y temperaturas más altas.

Por ello, el titanio es un material muy popular para su uso en la industria aeroespacial de fabricación de piezas, la industria médica y en otros componentes, y son muchas las piezas que se mecanizan por decoletaje para estas industrias.

Problemas al mecanizar titanio

Lograr que un proceso de mecanizado sea correcto implica observar las propiedades del material a mecanizar y determinar la forma correcta de cortarlo, manteniendo la integridad estructural y el acabado de la superficie, al mismo tiempo que se maneja la eliminación del exceso de material de la manera más conveniente.

Barras de titanio preparadas para su mecanizado por decoletaje :: Kuzu Decoletaje

Barras de titanio preparadas para su mecanizado por decoletaje

Sin embargo, el titanio es muy abrasivo y difícil de cortar, y requiere una plataforma de máquina robusta que pueda ofrecer el rendimiento necesario. La eliminación de grandes cantidades de este material resistente supone una gran demanda en la estructura de la máquina, con el consiguiente riesgo de acumulación de calor y excesiva transferencia de energía.

El titanio tiene una composición química única y un número de características físicas que hacen que sea más difícil de mecanizar que otros materiales.

Una cuestión importante a tener en cuenta es que este material es un mal conductor de calor y, por lo tanto, el mecanizado de titanio genera una mayor cantidad de calor que el mecanizado de muchos otros metales.

Los estudios demuestran que la exposición del borde de corte a temperaturas más altas junto con el corte de alta presión puede causar un desgaste prematuro de la herramienta. Además, el titanio tiene una tendencia a soltar viruta durante el mecanizado, y esto puede hacer que la viruta se suelde a la plaquita, provocando problemas por fisuras en el filo al volver a entrar en el corte.

También hay un aumento del riesgo de vibraciones debido a la elasticidad de titanio.

Recomendaciones para el mecanizado del titanio

Para hacer frente a estos problemas, Sandvik Coromant recomienda estas pautas generales para el mecanizado de titanio:

  • Utilizar velocidades de corte relativamente bajas
  • Utilizar bordes de corte afilados
  • Optimizar las velocidades de avance y evitar ralentí mientras se corta
  • Usar grandes volúmenes de líquido refrigerante, preferiblemente a alta presión, a través del husillo y de la herramienta
  • Reemplazar la herramienta de corte ante el primer signo de cualquier desgaste
  • Emplear el método de fresado a favor (en concordancia) siempre que sea posible
Mecanizando titanio por decoletaje en tornos CNC :: Kuzu Mecanizados y Decoletaje

Mecanizando titanio por decoletaje en tornos CNC

Además de seleccionar el material de corte y la herramienta adecuada y siguiendo los métodos anteriores, el meollo de la cuestión es la capacidad de la máquina herramienta CNC para realizar competentemente el proceso de mecanizado.

Esto significa que la máquina debe tener un soporte de husillo y la herramienta rígida para eliminar las vibraciones que provocan piezas fuera de tolerancia. También debe mantenerse una velocidad de avance de corte constante, porque si el cabezal se hace más lento, la herramienta se puede quemar.

Además del control de la máquina, debe ser capaz de mantener la aceleración y desaceleración constante, y procesar rápidamente los datos para mantener el máximo rendimiento.

Con más de 15 años de experiencia en mecanizado por decoletaje de titanio, los expertos de Kuzu pueden responder a sus preguntas sobre el mecanizado de titanio y otros materiales difíciles de mecanizar. Contáctenos para obtener más información.

Traducción libre del blog de Gosiger y elaboración propia