Rectificar siempre ha sido de sabios
Si el afilado de piezas metálicas es un proceso que se remonta a los inicios de la metalurgia, los modernos procesos de rectificado no empiezan a desarrollarse hasta las últimas décadas del siglo XIX. Es entonces cuando surge la necesidad de obtener un acabado de precisión en las piezas templadas que conforman los motores de los primeros automóviles. Y es entonces también cuando se produce el feliz descubrimiento del primer abrasivo artificial, el carburo de silicio o carborundum.
Desde que el hombre, en los albores de la historia, empezó a fabricar y utilizar armas o herramientas de metal, cortantes y pulidas, surgió la necesidad de encontrar algún tipo de sistema o mecanismo que permitiera el conveniente afilado, sin el cual la herramienta perdía su funcionalidad. El procedimiento usual para realizar este proceso ha sido, durante siglos, el afilado a mano mediante piedra de arenisca. En su versión más antigua, la piedra se mantenía estática y el filo del arma o herramienta se movía convenientemente presionando sobre aquella. Posteriormente el proceso empezó a realizarse de modo inverso, manteniéndose fija la pieza a afilar y moviendo manualmente la piedra. Hoces y guadañas han sido afiladas tradicionalmente mediante este sistema. Una variante del mismo, antecedente remoto de las actuales afiladoras, fueron los primeros tornos de afilar, consistentes en una piedra giratoria montada sobre un eje y movida de forma manual o a pedal. A medida que lo fue permitiendo el avance de la tecnología el accionamiento manual fue substituido por transmisión hidráulica o mediante máquina de vapor.
Máquina para afilar y rectificar superficies planas. “Catálogo General de Máquinas-Herramientas” 1913
Del papel de lija a la muela de esmeril
El papel de lija se empezó a utilizar durante el siglo XVIII, convirtiéndose desde entonces en un elemento imprescindible para cualquier artesano cuya actividad le obligara a pulir piezas metálicas, y fue especialmente útil para el pulido de armas, hasta el punto de que, según indica Patxi Aldabaldetrecu, adquirió la denominación de papel para limpiar armas. El término papel de lija deriva del pez llamado pintarroja o lija, cuya piel es áspera y rugosa y era utilizado en los astilleros para pulir la madera de los barcos.
En cuanto a las muelas obtenidas mediante aglomerado artificial (muelas de esmeril) su nacimiento data de principios del siglo XIX, aunque el esmeril – procedente sobre todo de Asia Menor y Grecia- ya era utilizado por los antiguos egipcios en sus herramientas para serrar y perforar. Ese mismo esmeril en grano, aglomerado mediante cemento, fue la base de la muela de esmeril que, a partir de 1830, fue implantándose de forma rápida en toda la industria, ansiosa de trabajar a las altas velocidades que permitía este nuevo tipo de abrasivo. De esa misma época son las primeras máquinas para el rebarbado y pulido de piezas, como la de Nasmyth & Gaskell, de 1838.
Del rebarbado al rectificado
Al parecer, la primera muela de rectificar data de 1843, pero hasta que no se dispuso de los medios mecánicos adecuados, no puede hablarse propiamente del rectificado como operación abrasiva diferenciada del rebarbado, el pulido o el afilado. De hecho, la tecnología del rectificado se desarrolla ante la necesidad de ajustar el acabado de piezas previamente torneadas, en las cuales el posterior tratamiento térmico había producido alguna deformación, cuestión esencial en el primer desarrollo de la industria del automóvil.
Antes de diseñarse la primera rectificadora, el rectificado cilíndrico se realizaba en el torno, al cual se acoplaba un cabezal porta-muelas (grinding lathe), proceso que todavía sigue utilizándose para operaciones específicas o para solventar necesidades ocasionales en ausencia de rectificadora. La primera rectificadora cilíndrica propiamente dicha de la que tenemos conocimiento fue construida por Charles Moseley en 1860. En 1870, J.P.Morton Poole desarrolló la primera gran rectificadora para rodillos pesados. Y en 1880 Brown&Sharpe acopló a su rectificadora cilíndrica un dispositivo para el rectificado interior, naciendo de esta forma la primera rectificadora universal, concepto que alcanzaría una extraordinaria difusión durante todo el siglo XX.
La tecnología del rectificado se desarrolla a finales del siglo XIX, ante la necesidad de ajustar el acabado de piezas previamente torneadas, en las cuales el posterior tratamiento térmico había producido alguna deformación
Máquina para rectificar material redondo. “Catálogo General de Máquinas-Herramientas” 1913 Alfred H. Schütte
El rectificado de superficies planas y de interiores
El rectificado de superficies planas se solucionaba, antes de la aparición de las primeras rectificadoras específicas, mediante la adaptación de cabezales porta-muelas a los cepillos-puente. Las primeras experiencias en rectificadoras con eje portamuelas horizontales las realizó la empresa Norton, creada en 1885 en Worcester (Massachusets) y especializada en la fabricación de muelas abrasivas a gran escala. En las últimas décadas del siglo XIX fue Brown&Sharpe quien lideró el desarrollo de este tipo de máquinas realizando diseños específicos para piezas de gran tamaño y para pequeñas piezas. Ya en el siglo XX, Mayer&Schmidt perfeccionó el sistema de Norton obteniendo el movimiento transversal de la muela por deslizamiento automático de la columna portacabezal. Las compañías británicas Selson y Churchill desarrollaron posteriormente rectificadoras planas con cabezal vertical, para trabajar con muela de vaso, con avance e inversión automáticos.
En cuanto al rectificado de interiores, esencial en la fabricación de numerosas piezas para la industria automovilística, los grandes avances se producen simultáneamente en Estados Unidos, Alemania y Gran Bretaña, con marcas míticas como Heald, Van Norman o Cincinnati. Esta última fue la que desarrolló también, a principios de la década de 1920, las rectificadoras sin centros (centerless), después de litigar durante varios años con la Norton Co por un problema de patentes.
En 1880 Brown&Sharpe acopló a su rectificadora cilíndrica un dispositivo para el rectificado interior, naciendo de esta forma la primera rectificadora universal, concepto que alcanzaría una extraordinaria difusión durante todo el siglo XX
Máquina para rectificar interiores. “Catálogo General de Máquinas-Herramientas” 1913 Alfred H. Schütte
El carborundum
Un hito de importancia singular en el desarrollo de los distintos procesos de rectificado fue el descubrimiento, por parte de Edward G. Acheson (1856–1931) del carburo de silicio, a finales del siglo XIX. Acheson hizo una serie de pruebas mezclando arcilla y carbón y sometiéndolo a altas temperaturas, consiguiendo unos pequeños cristalitos brillantes y agudos de gran dureza. Ligando los cristales descubiertos a un disco de hierro y adaptándolo a un torno lubricado con aceite, logró tallar las facetas de un diamante. Era el primer abrasivo artificial. El nombre con el que le bautizó, carborundum, dio lugar a su vez a la Carborundum Co, la compañía fundada por Acheson, instalada desde 1895 en las cataratas del Niágara. Poco después, en 1899, fue descubierto el procedimiento para fabricar alúmina cristalina. Con todo ello, y con los avances en nuevos aglomerantes, logró establecerse una gama de muelas de características distintas que permitieron obtener calidades y velocidades en el rectificado hasta entonces impensables.
Edward Goodrich Acheson (Washington, 1856-1931), descubridor del carburo de silicio o carborundum
Referencias
Empresas o entidades relacionadas
Hexagon Manufacturing Intelligence
