El mecanizado de titanio y otros materiales exóticos presenta una serie de desafíos, y aunque hay muchas técnicas convencionales que ayudan en este proceso, el vídeo presenta un enfoque único y poco convencional: el mecanizado por criogénesis o mecanizado criogénico.
En pocas palabras, este sistema de 5ME enfría la herramienta de corte a -321º F (-196.1111ºC) . Esto permite que el centro de mecanizado Okuma MA-600HII pueda reducir el tiempo de ciclo requerido para mecanizar una pieza estructural aeroespacial en más de la mitad, mientras que hace que el coste total de fabricación caiga en un 30%.
Según 5ME el mecanizado criogénico cuenta con algunas de estas ventajas:
- Aumenta la velocidad de procesamiento de hasta 5 veces.
- Reduce el desgaste de la herramienta.
- Mejora la calidad de la pieza.
- Protege el medio ambiente.
- Elimina los costes de refrigeración por inmersión.
- Reduce los costes generales de producción.
El Mecanizado Criogénico
El mecanizado criogénico consiste en el empleo de un gas refrigerante en el proceso de mecanizado.
El mecanizado es un proceso de fabricación de piezas mediante la eliminación de material por arranque de viruta, como en el decoletaje.
Los fluidos de corte que se utilizan en la mayoría de las operaciones de mecanizado por arranque de viruta tienen dos objetivos:
- por un lado, lubricar la zona de corte, y
- por otro lado, refrigerar, es decir, eliminar el calor producido en la zona de corte para no afectar a la superficie mecanizada.
Pero dichos fluidos (generalmente son emulsiones derivadas del petróleo) son dañinos para el medio ambiente y para las personas; hay unas cien enfermedades asociadas a este tipo de lubricante.
Para solventar los problemas que presentan los métodos de mecanizado convencionales, una de las principales alternativas que se está investigando actualmente es el mecanizado criogénico. Un método innovador de refrigerar la herramienta de corte y los puntos críticos de la pieza durante el mecanizado, gracias al empleo de un gas refrigerante muy frío, que puede ser nitrógeno líquido o CO2.
Tanto el nitrógeno líquido como el CO2 son productos básicos y baratos, pero además, el CO2 se puede aplicar de manera externa en una máquina ya existente, sin necesidad de realizar ninguna modificación en dicha máquina, con la inversión que ello supone.
Mecanizado criogénico vs. mecanizado convencional
En comparación con los sistemas de mecanizado convencionales, en el mecanizado criogénico la refrigeración de la región cortante —que experimenta la temperatura más alta durante el proceso— evita cambios en la microestructura de la herramienta.
Esto se manifiesta en mejoras, a menudo notables, en ciertas prestaciones de los materiales, destacando, entre otras, el aumento de la vida de las piezas de hasta un 50 o 100 %, la resistencia al desgaste, la vida a fatiga, etc.
Además, el mecanizado criogénico es un proceso totalmente respetuoso con el medio ambiente, ya que durante su realización no se genera ningún tipo de vertido o residuo. Los gases criogénicos se obtienen de otros procesos, por lo tanto, es un segundo uso de gases, que si no, se debieran eliminar sin mayor beneficio.
Durante el mecanizado criogénico de las piezas, el fluido se evapora rápidamente y vuelve de forma natural a la atmósfera. La pieza queda completamente limpia de impregnaciones de fluidos de corte y no se genera ningún residuo que contamine la máquina herramienta, las virutas o el lugar de trabajo. Esto representa una mejora económica importante.
En el mecanizado criogénico el sistema puede trabajar a velocidades más elevadas que con máquinas de mecanizado convencionales. Por tanto, aumenta la productividad y consigue un trabajo de mayor calidad, lo que se traduce en una reducción de los costes de obtención de las piezas.
¿Conocías esta tecnología? ¿Qué opinas del mecanizado criogénico?
El mecanizado criogenico tiene todas las ventajas para desplazar los refrigerantes actuales, sobretodo a los que son solubles al agua ya sean minerales o sintéticos, siempre hay que regularizar las cantidades de soluble para no afectar el sistema de la máquina, además con ello las empresas ahorrarían miles de dólares al año, excelente opción.