Mecanizado preciso y de alta calidad mejorado por CoroMill MH20 de Sandvik Coromant

Según el informe de PwC Fabricación industrial “la única constante en el ámbito de la fabricación industrial actual es la interrupción”. Las interrupciones en las cadenas de suministro y la productividad, causadas por la pandemia, han empujado a los fabricantes a buscar nuevos mercados para sobrevivir. Esto crea una mayor necesidad de un mecanizado de precisión sin errores. Este artículo explica como la nueva fresa de alto avance CoroMill MH20 puede facilitar un mecanizado sin errores.

“Para seguir siendo competitivas”, continúa el informe de PwC, “las organizaciones deben ser capaces de integrar nuevos modelos de negocio y tecnologías para acelerar y adaptarse”. Para los puntos de venta de maquinaria, la adaptación incluye la ampliación de la oferta en los productos y la predisposición de satisfacer la demanda de los clientes en nuevos mercados.

También se ven presionados para analizar y eliminar los fallos de los productos mediante la detección de errores. Se trata de un reto cada vez mayor, dado que la ampliación a nuevos sectores implica la manipulación de piezas fabricadas con una gama más amplia de materiales, como el aluminio y las superaleaciones termorresistentes (HRSA). La dureza de estos materiales difiere considerablemente de un extremo al otro del espectro. Los procesos y las condiciones de mecanizado también varían mucho de una pieza a otra. Incluyen desde el desbaste hasta el acabado de piezas forjadas o de fundición con formas poco redondas o aproximadas.

Ciertos tipos de mecanizado también plantean retos únicos. Por ejemplo, cuando se utiliza una herramienta con un voladizo largo para fresar cavidades estrechas y profundas, toda la configuración se vuelve inestable. Esto puede provocar un mecanizado imprevisible y un mayor riesgo de vibraciones que, como analizaremos, pueden causar fallos en las herramientas y tiempo improductivo.

En su lugar, los fabricantes necesitan soluciones de herramientas que proporcionen un mecanizado seguro y predecible, con un mayor volumen de virutas, tiempos de ciclo reducidos y cambios rápidos entre lotes de producción. Afortunadamente, existe una solución. Como dice el informe de PwC, Fabricación industrial, “con la interrupción aparece la oportunidad de innovar”.

¿Por qué son necesarias estas innovaciones? Uno de los factores que hay que resolver son las vibraciones del mecanizado, que afectan negativamente al rendimiento de varias maneras, como el desplazamiento de la herramienta y las imperfecciones de las piezas. Incluso pueden provocar la rotura de la herramienta y tiempos improductivos imprevistos. Otro problema de las vibraciones es el efecto sobre la formación y el arranque de viruta, que son los sucesos fundamentales inherentes al mecanizado que dañan la eficacia de las herramientas de corte.

Otro factor que influye en el bajo rendimiento de la herramienta de fresado es que la mayoría de las plaquitas tienen cuatro filos. La razón de tener cuatro filos es que, cuando un filo se embota o se astilla, el proceso de girar o reemplazar la punta es fácil. Sin embargo, los vértices de la plaquita, entre los filos planos, son sus piezas más débiles. Estos filos radiales están diseñados de forma distinta a los filos planos de la plaquita. Suelen estar situados en la zona de corte y, en consecuencia, suelen ser los primeros en romperse.

Estos son los aspectos que los especialistas de Sandvik Coromant tuvieron en cuenta a la hora de diseñar una herramienta de nueva generación que cumpliera los estrictos requisitos de diversos sectores. Lo más importante es que la invención debía reducir la cantidad de herramientas, los cambios y la manipulación de las herramientas durante la fabricación, para reducir los tiempos de los ciclos y mejorar la economía de la fabricación.

El resultado fue CoroMill MH20, una nueva fresa de alto avance diseñada para el fresado de cavidades o alojamientos en materiales ISO S, M y P.

El diseño de CoroMill MH20 ofrece muchas mejoras. Incluyen un nuevo material para el cuerpo de la fresa, utilizado para los cuerpos de los mangos cilíndricos, que proporciona niveles de rigidez nunca vistos en este tipo de herramientas. El material minimiza el desgaste y la rotura durante el mecanizado y también reduce la fricción de la viruta y la acuñación cuando la alta tensión causada por las altas fuerzas de corte provoca una deformación plástica en el alojamiento de la plaquita. Con esta característica, el asiento de la punta permanece seguro y sin deformar, lo que proporciona una mayor vida útil de la herramienta.

A continuación, tenemos una alternativa al concepto de cuatro filos ya mencionado: CoroMill MH20 está diseñada con una plaquita de dos filos. Con el concepto de dos filos, el mecanizado en una esquina o una pared no afecta al siguiente filo o vértice principal y ofrece un rendimiento homogéneo en cada filo. Las ventajas son una mayor precisión y protección contra el desgaste. La línea del principal filo de corte de la plaquita y el radio de punta también se han optimizado para aumentar la seguridad del proceso.

Otra área de innovación es la geometría del filo de corte de la plaquita CoroMill MH20. Por primera vez en los conceptos de alto avance, Sandvik Coromant introduce geometrías de plaquitas específicas para diferentes áreas ISO y así ofrecer una mayor seguridad de proceso y productividad optimizadas. Con CoroMill MH20, un diseño del filo inclinado proporciona una acción de corte gradual y ligera, que requiere un menor consumo de potencia adecuado para el uso de máquinas más pequeñas.

Coromill MH20 de Sandvik Coromant ha mostrado a sus clientes una mejora sustancial de la vida útil de las herramientas con respecto a la generación anterior, hasta un 30 % en algunos casos, aunque este rendimiento siempre variará en función del material.

Un cliente de Sandvik Coromant, un gran taller de maquinaria en Canadá especializado en la fabricación de moldes y matrices, deseaba actualizar su configuración de herramientas existente. El cliente estaba utilizando una herramienta de la competencia, que sufría vibraciones que hacían que los procesos de mecanizado fueran imprevisibles e inseguros.

Para resolver estos problemas, el taller de maquinaria recurrió a Sandvik Coromant para probar el rendimiento de CoroMill MH20 frente a su herramienta existente. Ambas herramientas se utilizaron para realizar un desbaste de cavidades en una pieza fabricada con H13, un popular acero al cromo para trabajos en caliente conocido por su alta tenacidad y resistencia a la fatiga, para producir un molde.

Cada herramienta de fresado medía 25,4 mm y se utilizó a una velocidad de corte (vc) de 168 m/min. CoroMill MH20 se utilizó a una frecuencia de avance ligeramente superior con dos plaquitas, ya que esto permitió aumentar la profundidad de corte en un 35%. Los parámetros fueron: un avance por diente (fz) de 1 mm/diente (0,04 pulgadas/diente), velocidad de avance (vf) de 5080 mm/min y profundidad de corte axial (ap) de 0,8 mm.

La herramienta de la competencia se utilizó con un fz de 0,63 mm/diente, vf de 4572 mm/min y una ap de 0,5 mm. Ambas herramientas estuvieron en funcionamiento hasta que mostraron signos de desgaste en incidencia.

A pesar de los parámetros de corte más elevados, CoroMill MH20 realizó el acabado de una pieza completa sin indexación y con una calidad superficial superior. Mostró un aumento del 50% de la vida útil de la herramienta al funcionar durante 300 minutos, con una reducción del 50% del tiempo de ciclo. La herramienta de la competencia, por su parte, funcionó durante la mitad de tiempo, 150 minutos. Necesitó una indexación adicional debido a la poca vida útil de la herramienta, lo que aumentó aún más los tiempos de los ciclos. La plaquita de la competencia volvió a sufrir vibraciones que provocaban el retroceso de los tornillos durante el mecanizado.

Con la actualización a CoroMill MH20, el cliente ha conseguido una vida útil de la herramienta significativamente mejorada y procesos de mecanizado más seguros y sin vibraciones. A pesar de que, como señala PwC, la interrupción es la única constante en el sector de la fabricación industrial actual, las nuevas innovaciones en materia de herramientas como CoroMill MH20 permiten mejorar la vida útil de las herramientas y la seguridad del proceso. Todo ello beneficia en gran medida a la competitividad de los fabricantes.