AE5 - Aeronáutica

I+D 19 única pieza de partida (disco) [2]. Las principales ventajas respecto a los dis- cos ensamblados son la reducción del peso del componente y el aumento de la rigidez del componente, la mejora de la aerodinámica y la consiguiente reducciónde consumoenergético [3]. Sin embargo, su fabricación es un reto en sí mismo debido a la compleja geometría, las exigentes tolerancias dimensionales requeridas, su elevada calidad superficial y la naturaleza de losmateriales (nuevas aleaciones base níquel y titanio). El mecanizado de alta velocidad en 5 ejes es la tecnología de fabricación más demandada para fabricar este tipo de componentes integrados. Sin embargo, en el caso de geometrías complejas que presentan cavidades con limitado acceso para la herra- mienta, las únicas alternativas son la electroerosión (EDM) o el mecanizado electroquímico (ECM). La principal limitación en ECM es el complejo proceso de diseño y la puesta en marcha del mismo [4][5]. Debido a la dificultad de predecir el compor- tamiento del gap (distancia entre la pieza y el electrodo), se requiere de conocimiento experto en el diseño de los parámetros de proceso y de un costoso trabajo iterativo de prueba y error que a menudo solo puede ser viable para series medias o grandes. Es por ello que, el proceso SEDMmulti-eje se ha convertido en una alternativa especialmente competitiva cuando la geometría del blisk incluye una envolvente exterior (shrouded blisk) y las series de fabricación son cortas [6]. RETOS QUE PRESENTA LA FABRICACIÓN DE UN BLISK POR ELECTROEROSIÓN La electroerosión es un proceso de arranque de naturaleza termoeléctrica. El material se elimina mediante una serie de descargas eléctricas de alta frecuencia aplicadas entre un electrodo y una pieza, encontrándose ambos sumergidos en unmedio dieléctrico. Las principales ventajas del proceso son la ausencia de contacto entre el electrodo y la pieza y que la dureza del material no es una limitación. Se requiere, sin embargo, una mínima conductividad eléctrica en dicho material para que el proceso de descarga tenga lugar. Diseño de electrodos y sus trayectorias multi-eje En las geometrías shrouded blisk la complejidad de las cavidades a realizar por SEDM y los estrictos reque- rimientos de tolerancia (en torno a 50μm), presentan un problema de diseño óptimo de electrodos y sus trayectorias multi-eje asociadas que no está resuelto con los sistemas CAD/ CAM disponibles comercialmente [7]. Ello requiere la definición de algo- ritmos y metodologías propias, lo que dificulta la puesta en marcha de la fabricación de este tipo de componentes. Bajo esta premisa, diferentes auto- res y grupos de investigación han propuesto diseños específicos para ciertos tipos de piezas y cavidades [8][9][10][11]. Sin embargo, hasta la fecha no se ha desarrollado un método general de diseño de elec- trodos y trayectorias, y lo habitual es que se requiera un estudio específico para cada referencia de pieza llevado a cabo por un diseñador experto con conocimiento y experiencia en este campo. Figura 1. Clasificación del diseño de electrodos de acabado dependiendo de la cavidad [12].