Lo ‘micro’ está de moda

El proyecto se enmarca dentro de la línea de Investigación ‘Microtecnologías y Ultraprecisión’ del centro tecnológico dedicada al desarrollo de máquinas, sistemas y procesos de fabricación para piezas con dimensiones y tolerancias submicrométricas.

Liderado por Ideko-ik4 y agrupando un consorcio de 28 empresas y centros tecnológicos de España, Alemania, Holanda, Austria, Polonia y Reino Unido, el proyecto ha durado 51 meses y ha contado con un presupuesto de 9 millones de euros cofinanciados por la Comunidad económica Europea y el Ministerio de Ciencia e Innovación.

Los procesos de fabricación destinados a la microtecnología requieren de máquinas-herramienta con precisiones submicrométricas con las que fabricar componentes y dispositivos cada vez más precisos y de menor tamaño. Las aplicaciones prácticas de estos desarrollos se centran sobre todo en el sector de la medicina (dental, ortopédico, óptico, etc.), moldes, aeronáutica, automoción, energías renovables, etc., y su objetivo fundamental es que el sector de la máquina-herramienta pueda equipar tecnológicamente a estas empresas para que sean más competitivas y por ende, contribuir a la sostenibilidad del crecimiento económico en la Unión Europea. Este proyecto va a permitir que las pymes, que representan el 90% del mercado de la máquina-herramienta, puedan abrir nuevas vías de negocio y ofrecer soluciones innovadoras a nivel europeo e internacional.

En la actualidad no existe ningún fabricante en el estado español que sea capaz de desarrollar y fabricar este tipo de maquinaria, por lo que se trata del primer hito hacia la creación de un nuevo sector que presenta grandes expectativas de mercado. En este sentido se enmarca el proyecto desarrollado para la fabricación de una microfresadora de ultraprecisión, proyecto en el cual Ideko-IK4 en colaboración con Soraluce ha diseñado fabricado y puesto a punto la primera microfresadora del estado con precisión de posicionado submicrométrico para aplicaciones de microtecnologías que ha contado con la contribución del Gobierno de España a través de su programa de proyectos Singular Estratégico.

Una microfresadora se compone de un mecanismo altamente repetitivo y preciso con el que fabricar piezas con detalles submicrométricos. El proceso de arranque de material se produce por corte mediante herramientas de tamaño micrométrico, para lo cual es necesario un cabezal de giro capaz de imprimir velocidades por encima de las 100.000 revoluciones por minuto. Todo ello manteniendo una precisión que limite la excentricidad de giro a valores del orden de una milésima de milímetro. En la actualidad, Ideko-IK4 se encuentra en la validación final de dicha máquina, novedad por precisión y capacidad de fabricación a nivel nacional. La microfresadora ha sido montada y probada en el laboratorio de ultraprecisión del centro tecnológico y estará expuesta en la BIEMH 2010.

Todo a escala nanométrica

La estructura general está realizada en granito, al igual que los equipamientos metrológicos de ultraprecisión, lo cual posibilita una gran estabilidad frente a variaciones ambientales. El guiado de los carros móviles se realiza a través de colchones de aire que permiten obtener rectitudes micrométricas y desplazamientos en incrementos de fracciones de milésimas de milímetro. Y por último el accionamiento se confía a un motor lineal de última generación que ha conseguido superar los problemas típicos como la inestabilidad posicional, calentamiento de estructura y atracción magnética. Finalmente, las reglas de captación de la posición del carro son también prototipos de una nueva generación desarrollada por Fagor, siendo capaces de registrar incrementos de posición de alrededor de 10 nm. En el caso del carro donde se sitúa la pieza a mecanizar se ha optado por una solución de rozamiento ‘cero’ donde todos los elementos activos que necesitan conexión al control de la máquina están soportados por la estructura fija. De esta forma, la resolución y precisión en el posicionado del eje es de niveles nanométricos, todo ello sin menoscabo de alcanzar la suficiente capacidad de corte y velocidades y aceleraciones a desarrollar por la microfresadora.