Técnicas Avanzadas de Mecanizado

Mecanizado por Ultrasonidos

Ultrasonidos Rotativo

La herramienta es diamantada y gira simultáneamente a su vibración. Así se reducen errores de redondez propios de la penetración sin rotación. Se aplica a taladrado, fresado y roscado. Requiere menor potencia de ultrasonido que el mecanizado de ultrasonidos convencional. Se elimina la necesidad de añadir abrasivo y se usa un refrigerante que elimina el material arrancado. Con un CNC se puede aplicar a la realización de contornos (fresado) en materiales de gran dureza o frágiles.

Tiende a sustituir al mecanizado por penetración, sobre todo cuando la forma a reproducir es compleja y requiere una herramienta de forma también compleja. Esta herramienta de forma irregular no se desgasta de forma uniforme ni actúa de forma idéntica sobre todas las zonas de la pieza, por lo que los resultados pueden no ser satisfactorios. La solución consiste en utilizar una herramienta rotativa de forma simétrica que vibra y gira al mismo tiempo que se desplaza sobre la superficie de la pieza.

Torneado Asistido por Ultrasonidos

Reduce tiempo de proceso, esfuerzos, tensiones residuales pieza y mejora el acabado de la superficie. La vibración puede realizarse en la dirección de avance de la herramienta, en la de corte o en la dirección radial, incluso en algunos casos se realiza en varias direcciones simultáneamente. En el mecanizado de vidrio, utilizando un ácido como fluido para conducir el abrasivo, se puede mejorar la velocidad del proceso (se debilitan los enlaces químicos).

Corte por Agua

El corte por agua se produce por la acción de un chorro de agua a alta presión (hasta 40.000 N/cm²) y velocidad (hasta 1000 m/s) que es forzado a pasar a través de un pequeño orificio con el fin de adquirir la suficiente energía para erosionar y consecuentemente cortar materiales muy diversos. Existen dos variantes: sin y con abrasivo.

Variaciones del Corte por Agua

• Corte con agua: Agua responsable corte. Diámetro de salida 0,1 – 0,25 mm. Se aplica a materiales blandos.
• Corte con agua + abrasivo: Abrasivo responsable corte. Diámetro de salida 0,5 – 1,25 mm. Materiales duros.

Características del Corte por Agua

• Tecnología de corte en frío.
• Fuerzas de corte muy pequeñas.
• Amplio rango de materiales a cortar.
• No tiene problemas con materiales reflectantes.
• Corta espesores elevados.
• Se pueden realizar agujeros de entrada para comenzar un corte interior.
• Corta contornos complicados (kerf reducido, radio mínimo: 0,38 mm).
• No se producen rebabas.
• Los tiempos de preparación son muy pequeños.
• Se puede cortar con varios cabezales simultáneamente.
• Mantenimiento sencillo y rápido.

Sistema de Corte por Agua

Mediante el intensificador, a partir de presiones de aceite 690 N/cm² y 2760 N/cm² se pueden obtener, mediante un factor de multiplicación de 20, hasta presiones de agua de 13800 N/cm² y 55200 N/cm² respectivamente.

Abrasivo en el Corte por Agua

Además del material y su dureza, importa el consumo (caudal) y el tamaño del grano que depende del tipo de material a cortar.

Inconvenientes del Corte por Agua

• Limitación de materiales que se pueden cortar económicamente.
• Inclinación y acabado de los bordes (sobre todo en grandes espesores).
• Consumo de boquillas.
• Consumo de abrasivo (1/3 del coste de operación de máquina).
• Proceso ruidoso.

Aplicaciones del Corte por Agua

En corte por agua: Plástico, goma, madera, papel, cartón, textiles, alimentos. En corte por agua + abrasivo: Metales (acero, cobre, inoxidable, titanio, aluminio, acero endurecido) y no metales (vidrio, mármol, piedra, cerámica).

Electroconformado

El electroconformado es un proceso de fabricación de componentes por deposición (adición) de un metal sobre un mandril (o matriz) que al final es extraído o eliminado.

Características del Electroconformado

• Tanto la pieza a fabricar o recubrimiento como el mandril deben ser conductores de la electricidad.
• Reproducción fiel de pequeños detalles (es un proceso que se realiza a escala atómica) sin sufrir contracciones o dilataciones (precisión de 1 μm).
• Antes de extraer el mandril se pueden mecanizar las zonas exteriores de la pieza, mientras el mandril garantiza las tolerancias y acabado de la parte interior de la pieza en contacto con él.
• Aplicable a piezas muy pequeñas o ligeras, pero también a piezas grandes.
• Permite la realización de piezas de tipo sándwich (con varias capas de diferentes materiales).
• Aunque se pueden hacer varias piezas al mismo tiempo, es un proceso indicado para series pequeñas.
• Excelente acabado superficial (acabado espejo).
• Proceso relativamente lento para conseguir unas pocas décimas de mm de espesor.

Mecanismo de Arranque de Material en Electroconformado

El proceso de electroconformado se basa en el proceso de electrólisis descubierto por Faraday: cuando dos metales, uno conectado al polo positivo (ánodo) y otro al polo negativo (cátodo) de una fuente de corriente continua se sumergen en un electrólito, se produce un desprendimiento de iones del ánodo que tienden a depositarse sobre el cátodo.

Sistema de Electroconformado

El sistema se compone de los siguientes elementos:

• Cuba (fabricada en acero recubierto de caucho o en plástico debe tener un sensor de nivel de líquido).
• Generador de corriente continua (con control automático de tensión e intensidad).
• Electrólito.
• Mandril (debe fabricarse en un material blando fácilmente eliminado por calentamiento o acción química posterior al proceso de electroconformado: zinc, Al, incluso no metálicos (cera, plástico) que adecuadamente recubiertos (metalizados) de un material conductor (por ejemplo estaño), pueden ser usados. También los hay reutilizables fabricados en acero inoxidable o en aceros cromados o niquelados. Los mandriles pueden fabricarse por mecanizado, fundición o incluso por electroconformado.
• Filtros (el baño electrolítico debe renovarse de 2 a 5 veces por hora).
• Sistemas de calentamiento o enfriamiento.
• Sistemas de agitación (acelera el proceso de deposición de material).
• Sistemas de rotación del mandril (sólo cuando la pieza a fabricar en de rotación). En este caso se pueden usar varios ánodos dispuestos alrededor del mandril.

Etiquetas: corte por agua, electroconformado, fabricación, mecanizado, Procesos de Manufactura, tecnología, ultrasonidos