Soluciones de mecanizado para los compresores scroll

Mapal, comercializada por Ayma Herramientas, aprovecha su conocimiento tanto de los componentes como del mercado para ofrecer soluciones de mecanizado óptimas a la industria de la automoción en el ámbito de la electromovilidad. Las tendencias, los desarrollos y los impulsores globales se integran en su portafolio de soluciones para componentes críticos, como el compresor scroll.

Se espera que el mercado de la automoción siga desarrollándose en los próximos años, con el mayor crecimiento en el ámbito de los vehículos eléctricos. A medida que aumenta la proporción de los vehículos híbridos y eléctricos a batería, también crece la proporción de vehículos con compresores scroll. Este componente se utiliza para aumentar la presión del refrigerante en el sistema de gestión térmica, lo que permite, entre otras cosas, mantener la temperatura de las baterías. Las baterías tienen que ser enfriadas en verano y calentadas en invierno. Las dos espirales, el scroll orbitante y el fijo, forman el núcleo del componente. Se mueven de manera excéntrica entre sí para que el refrigerante se comprima entre las espirales hacia el centro.

Mapal ha definido el compresor scroll como un componente crítico en el campo de la electromovilidad. Este componente exige un mecanizado de alta calidad y una fabricación en grandes cantidades. Con especificaciones que a veces son inferiores a los 20 µm, la forma de las espirales del scroll y la perpendicularidad tienen tolerancias muy ajustadas. Se requiere un acabado superficial con una rugosidad media en el rango de una micra para el funcionamiento perfecto de ambas espirales entre sí.

El proceso de mecanizado para fabricar las espirales implica el fresado de las superficies de las formas espirales, así como de las superficies superior e inferior. El proceso de pre-mecanizado ya se acerca mucho al contorno final. Una fresa escalonada realiza el acabado de la superficie frontal y las formas espirales durante el mecanizado fino que sigue. En un solo movimiento, la herramienta se desplaza hacia el interior, gira en el punto más interno con el radio más pequeño y luego se desplaza nuevamente hacia afuera a lo largo del otro lado de la forma espiral. Los radios especiales y las transiciones entre la superficie frontal y la espiral requieren contornos extremadamente precisos en la herramienta de fresado.

Se debe seleccionar un filo de corte de fresado que pueda ofrecer tanto la precisión de forma requerida como una larga vida útil de la herramienta. La fresa de acabado de Mapal puede producir más de 2.000 piezas de aleación de aluminio AlSi1 y AlSi12, que son las más comunes actualmente. Para el pre-mecanizado, los especialistas en Aalen se aseguran de que quede la menor cantidad posible de material, pero lo suficiente como para garantizar un mecanizado seguro. La fresa mecaniza de forma suave con bajas fuerzas de corte que impiden la deformación de la pieza.

Cuando se trata del acabado, existen numerosas opciones de soluciones que se pueden implementar según los requisitos. Mapal procede de manera esquemática en el diseño de sus proyectos de acuerdo con las clasificaciones: básica, alto rendimiento o línea “experto”. Las soluciones “básicas“son herramientas estándar que se pueden usar para producir y probar los primeros prototipos. En el nivel de”rendimiento”, se utilizan herramientas especiales con geometrías de contorno específicas para el componente. Las soluciones “experto”, además del mecanizado de contornos precisos, se centran sobre todo en la mayor durabilidad de la herramienta para una eficiencia de procesamiento máxima en grandes series. Aquí se utiliza un recubrimiento especial. Una herramienta de tres labios con recubrimiento de diamante representa lo más avanzado para aleaciones de aluminio con alto contenido de silicio.

Como proveedor integral, Mapal abarca todo el proceso, incluyendo el cálculo del tiempo de ciclo y los datos de corte. El paquete de herramientas incluye no solo la fresa para el mecanizado de las espirales, sino también todas las demás herramientas para el compresor. El fabricante de herramientas ofrece un dispositivo de sujeción dependiendo de la máquina y la conexión del husillo: el portaherramientas hidráulico HSK-E es la primera opción aquí.

Gracias a su conocimiento del mercado, Mapal puede estar al tanto de los futuros desarrollos. Nuevas especificaciones de refrigerantes en la UE podrían llevar a que el gas refrigerante R1234yf, ampliamente utilizado, sea reemplazado por propano o CO₂. En particular, el CO₂ tiene efectos significativos en el componente: el volumen desplazado se vuelve mucho menor y la presión aumenta considerablemente. Los desarrollos actuales apuntan así al uso de fundición gris o fundición esferoidal como el material preferido para las espirales del scroll, lo que afectaría directamente al proceso de mecanizado y el concepto de herramienta. Con su amplia gama de productos y experiencia tecnológica, Mapal se encuentra en una posición excelente para reaccionar rápidamente a estos desarrollos y ofrecer soluciones de proceso específicas para cada aplicación.