Bavius confía en las fresas de gran volumen de arranque de material de Mapal

Bavius technologie GmbH, fabricante de máquinas-herramienta, ha sido capaz de arrancar un impresionante volumen de material, de más de 20 litros por minuto, con su nuevo modelo de máquina de gama alta HBZ AeroCell 160 junto con una fresa Mapal de nueva generación de gran volumen de arranque de material. El resultado de esta exitosa colaboración llega en el momento adecuado para la industria aeroespacial, que tras la recesión provocada por el coronavirus está despegando de nuevo.

El fabricante de maquinaria, surgido a partir del Grupo Handtmann, opera como empresa independiente bajo el nombre de Bavius technologie GmbH y tiene su sede en Baienfurt, Alemania. A pesar de todos los cambios, el área de negocio se ha mantenido igual durante casi cuatro décadas. Los centros de mecanizado CNC están diseñados y construidos para el mecanizado preciso de alta velocidad de grandes piezas de aluminio.

La OptiMill-Alu-Wave es una versión nueva y mejorada de la fresa de desbaste de metal duro de Mapal. Para las pruebas, se utilizó la fresa con el diámetro más grande disponible de 25 mm y funcionó con una potencia de husillo de hasta 175 kW. Alcanzó una tasa de eliminación de material de 20 dm3/min. Foto: Bavius.

“Más del 80% de nuestro trabajo está destinado a la industria aeroespacial, donde nuestras máquinas AeroCell se utilizan principalmente para producir piezas estructurales de gran tamaño”, explica Amit Paranjape, director de ventas de Bavius. Los clientes son fabricantes de aeronaves y sus proveedores de primer y segundo nivel. Se requieren grandes volúmenes de arranque de viruta para hacer un uso completo de los sistemas Bavius. Actualmente hay dos líneas de máquinas diferentes de Baienfurt: los centros de mecanizado de perfiles PBZ que se utilizan, entre otras cosas, para mecanizar rieles de asientos para aviones. Y los centros de mecanizado horizontales HBZ que se utilizan para fabricar piezas estructurales de gran tamaño a partir de piezas sólidas. “Aquí se mecaniza todo, tanto a lo largo como a lo ancho”, explica Paranjape. “Con nuestras máquinas los usuarios pueden mecanizar todas las piezas necesarias para el fuselaje de un avión”. Las tasas de arranque de material son extremas, como muestra un ejemplo de un cliente de Bavius, que fresa piezas terminadas que pesan solo 35 kilogramos a partir de piezas en bruto que pesan 1,3 toneladas.

La industria aeroespacial está experimentando una transformación en cuanto a los conceptos de las máquinas. Después de décadas de preferir trabajar en máquinas de pórtico o centros de mecanizado verticales, ahora se prefieren las máquinas horizontales, donde los componentes se sujetan en posición vertical y el husillo se mueve horizontalmente. La principal ventaja del diseño horizontal es la extracción más fácil de la gran cantidad de viruta, que prácticamente cae en el transportador de virutas por sí sola.

En Bavius, tienen claro que la industria aeroespacial se ha recuperado de Covid. El número de pasajeros ya ha vuelto a los niveles anteriores a la pandemia y sigue aumentando. Como resultado, otra vez se necesitan nuevos aviones, lo que mantiene ocupados a los fabricantes de máquinas. La demanda en Alemania, Francia, España y otros países revela que nuevamente hay mucha inversión en Europa. Las máquinas dinámicas con alta potencia de husillo son las más solicitadas.

Actualmente Bavius está ampliando su serie de gama alta HBZ AeroCell con el nuevo AeroCell 160. Con una serie de cambios mecánicos, el fabricante también logra una dinámica aún mayor con la nueva máquina. Las modificaciones en la automatización reducen los tiempos improductivos. En lugar de funcionar con brazos hidráulicos, ahora funcionan eléctricamente. Con la estación de preparación colocada delante de la máquina, se tarda de dos a tres minutos en realizar un cambio completo de palet. Si el palet ya está conectado con la pieza, entonces se tarda menos de un minuto. El cambio de herramienta también se ha optimizado con un tiempo total chip to chip de 12 segundos.

La AeroCell 160 está diseñada para obtener las máximas tasas de eliminación de material en aluminio. Un potente chorro de refrigerante y un transportador de virutas ensanchado garantizan que no se acumulen partículas de virutas en ninguna parte. “Gracias a nuestro concepto, evitamos los problemas que se producen con las máquinas pórtico. De este modo, podemos implementar de forma óptima las herramientas modernas”, explica Stefan Diem, ingeniero de aplicaciones de Bavius. Con el fin de probar nuevas máquinas y, al mismo tiempo, proporcionar referencias a los clientes, Bavius realiza pruebas de fresado que los llevan a sus límites y más allá. “Muchos clientes quieren ver las pruebas antes de comprar una máquina”, admite Diem.

Es importante que para las pruebas de la máquina el fabricante utilice las herramientas más eficientes del mercado, ya que luego también se utilizarán para las demostraciones delante de los clientes. Bavius regularmente prueba las herramientas de varios fabricantes. Debido a los ajustados plazos de producción, no hay muchas opciones. “Para ahorrar tiempo, para nosotros es importante tener un buen intercambio de información con el fabricante de herramientas”, dice Stefan Diem. “Desde hace muchos años tenemos una buena relación con Mapal y siempre hemos estado muy satisfechos con los resultados de las herramientas de desbaste y acabado. Agradecemos la estrecha colaboración con Mapal, además recibimos excelentes consejos y sabemos que estamos en buenas manos”.

Debido a que las fresas de la serie OptiMill-SPM se habían utilizado anteriormente en Bavius y funcionaban muy bien, se volvió a preguntar a Mapal. Era el momento perfecto: el fabricante de herramientas acababa de terminar de desarrollar una nueva fresa de desbaste de metal duro, la OptiMill-Alu-Wave, y también ofrecía la nueva fresa de aluminio de gran volumen NeoMill-Alu-QBig con plaquitas intercambiables para diámetros grandes.

Las pruebas de fresado tienen un diseño sencillo, pero ponen a prueba las herramientas. Para ello, Bavius fresa una serie de ranuras en una gran placa de aluminio. Stefan Diem adopta un enfoque muy pragmático: “si la herramienta puede hacer la ranura, también podemos usarla para fresar cavidades y hacer cualquier otro mecanizado”. Esto significa que los datos de corte determinados se pueden aplicar directamente a las piezas del cliente.

Para las pruebas con el OptiMill-Alu-Wave, Bavius eligió el diámetro más grande de esta fresa de tres labios de 25 mm. A una velocidad del husillo de 25.465 rpm y una velocidad de corte de 2.000 m/min, la potencia del husillo se incrementó gradualmente. La ranura número 6 ofrecía la mejor tasa de eliminación de material con un récord de 20 dm3/min. Esta prueba se realizó con una potencia de husillo de 175 kW, con un par de 66 Nm y una tasa de arranque de material de 30 mm. Al aumentar la potencia, la máquina se detuvo. “La herramienta se puede implementar por completo, el factor limitante es el husillo”, comenta Diem sobre el resultado. “Con el OptiMill-Alu-Wave de 25 mm, hemos alcanzado una nueva dimensión en el mecanizado del aluminio. La fresa es definitivamente mejor que cualquier otra que hubiéramos utilizado anteriormente”.

Bavius utilizó el sistema Safe-Lock como protección contra la extracción. “En este rango de velocidades, la protección simétrica contra la extracción es muy importante para no crear desequilibrios”, explica Tim Rohmer, director de producto de herramientas de fresado de metal duro de Mapal. El plano Weldon, que a menudo se realiza en las herramientas como protección contra la extracción, en este caso no era válido. Para garantizar el buen funcionamiento de la máquina, no hay forma de evitar un equilibrado cuidadoso, incluso con herramientas simétricas.

Las pruebas en Baienfurt también fueron recibidas con gran satisfacción en términos de calidad superficial. La geometría de la OptiMill-Alu-Wave garantiza una formación óptima de la viruta. El perfil de ranura pulido garantiza una eliminación de virutas sin problemas, que se ve favorecida por la refrigeración central de la herramienta en cooperación con la refrigeración externa de la máquina.

En pruebas posteriores, se fresaron cavidades en una placa de aluminio, con una tasa de eliminación de material de 16 litros, con la que se logró una excelente calidad superficial. Para el ingeniero de aplicaciones Thomas Jungbeck y el director de componentes Alexander Follenweider, que supervisaron las pruebas para Mapal, esto es una prueba de la excelente dinámica del centro de mecanizado de Bavius: “Otras máquinas a menudo se detienen en las esquinas y provocan altas vibraciones. Esto no ocurre en absoluto con el AeroCell, que dobla las esquinas casi sin restricciones”.

Las pruebas realizadas en Bavius con la nueva herramienta de plaquita intercambiable NeoMill-Alu-QBig de Mapal, para la que se seleccionó el diámetro de 50 mm, también fueron muy positivas. La fresa de aluminio de gran volumen alcanzó una tasa de arranque de material de 18,4 dm3/min. En la máquina, la fresa destacaba por su alto nivel de estabilidad, su funcionamiento suave y sus bajas fuerzas de corte. Para su uso a velocidades de husillo de hasta 35.000 rpm, Mapal equipó el cuerpo de la herramienta con cuatro orificios roscados para un equilibrado fino. Las plaquitas intercambiables de alta precisión con rectificado periférico alcanzaron acabados superficiales de Ra 0,8 μm y Rz 4 μm durante el mecanizado de desbaste y el mecanizado fino. Las placas tienen un rompevirutas pulido que consigue reducir la resistencia a la fricción y facilita la liberación del calor. También se ahorró peso para reducir las fuerzas centrífugas. “Para diámetros más grandes, las fresas con plaquitas intercambiables son la solución más económica”, explica Heiko Pup, jefe de producto de herramientas con plaquitas intercambiables, en contraste con las fresas NeoMill-Alu-QBig de metal duro.

Con un diámetro de 25 mm, los dos sistemas se fusionan. “Algunos de nuestros clientes siempre optan por las plaquitas intercambiables más rentables si es posible, mientras que otros prefieren ahorrarse un paso de mecanizado adicional y continuar con la fresa de metal duro”, explica Stefan Diem. Mapal ofrece flexibilidad a los usuarios, con herramientas de diferentes radios.

Con el centro de mecanizado horizontal AeroCell 160 y las herramientas de aluminio de gran volumen, Bavius y Mapal ofrecen a los usuarios una combinación que lleva el mecanizado de piezas estructurales a un nivel completamente nuevo.