Estudio del taladrado de fibra de carbono

M. Álvarez, M.S. Carrilero, B. Trille, J.M. Sánchez, J.M. González, M. Marcos
Universidad de Cádiz. Dpto. Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial. ESI.C/ Chile s/n, 11003-Cádiz. Tel. 956015123. e-mail: mariano.marcos@uca.es01/12/2002

1. Resumen

En la actualidad existe una intensa actividad investigadora en el sector aeroespacial orientada a la búsqueda de materiales que permitan reducir el peso de las aeronaves y, a su vez, presenten propiedades mecánicas semejantes o mejores que las aleaciones ligeras tradicionalmente empleadas.

En ese sentido, una de las alternativas que más fuerza ha cobrado en las últimas décadas ha sido la relacionada con las estructuras híbridas fibra de carbono/substrato metálico, que han dado origen a los denominados materiales laminados o FML. La utilidad de estos materiales, su rango de aplicabilidad en la industria aeronáutica y su uso en distintos elementos estructurales de las aeronaves se encuentran en continuo crecimiento.

En este contexto, debido a las necesidades de montaje de los aviones, dichos materiales deben ser sometidos a multitud de procesos de taladrado. No obstante, este tipo de procesos resulta especialmente problemático en los materiales anteriormente referidos.

En la mayoría de los casos la principal problemática del mecanizado de estas estructuras viene soportada por el taladrado de las láminas de Fibra de Carbono (FC).

Así, el principal problema que presenta el taladrado de láminas de fibra de carbono o vidrio es la delaminación que sufren en la entrada y salida de la herramienta, Figura 1.

Adicionalmente, debido a la elevada abrasividad de este material, pueden producirse efectos de desgaste y rotura en las herramientas, Figura 2. De igual forma, si se emplean condiciones de mecanizado en seco y sin incorporación de dispositivos de aspiración, se pueden producir bloqueos en los canales de evacuación del material cortado, tal y como se muestra en la Figura 2.

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos al estudiar distintas condiciones de corte el taladrado de láminas de fibra de carbono de diversos espesores, en condiciones de mecanizado de máxima agresividad.

De acuerdo con los resultados obtenidos, las herramientas con recubrimiento de CrN y las de WC son las que presentan un máximo rendimiento, valorado a partir del número de taladrados realizado previos a la reposición de la herramienta.