El mercado aeroespacial vuelve a estar en alza. Para producir cada vez más aviones al mes, los procesos de fabricación deben ser más rápidos, seguros y económicos. El papel decisivo que los recubrimientos pueden desempeñar en este sentido queda demostrado por los proyectos de Oerlikon Balzers en el mecanizado de materiales difíciles y el procesamiento de composites y fibras.
Según la IATA (Asociación de Transporte Aéreo Internacional), se espera que las aerolíneas estén en números negros en 2023, por primera vez desde 2019. Los fabricantes de aviones quieren aumentar su número de unidades mensuales debido a la demanda, pero tienen problemas con la cadena de suministro. Los ganadores en los tiempos que corren son, por un lado, aviones ligeros que resulten económicos con un combustible cada vez más caro y, por otro, procesos de fabricación más eficientes que garanticen la fiabilidad de las entregas al tiempo que cumplen altos estándares de seguridad.
Oerlikon Balzers desarrolló el recubrimiento para herramientas BALINIT TISAFLEX para el mecanizado de superaleaciones para blisks en motores a reacción. Foto: iStock.
En este contexto, se está avanzando en la industria aeronáutica para mejorar los procesos de mecanizado con el uso de recubrimientos de alto rendimiento. El especialista en superficies Oerlikon Balzers está impulsando específicamente este desarrollo. Por ejemplo, el recubrimiento de herramientas Balinit Tisaflex para el mecanizado de Inconel y titanio obtuvo buenos resultados en el fresado de componentes de motores a reacción. Este positivo resultado en las pruebas realizadas en el Instituto de Gestión de la Producción, Tecnología y Máquinas-Herramienta (PTW) de la Universidad Técnica de Darmstadt, ha sido confirmada por las pruebas de los clientes.
Balinit Tisaflex, nueva referencia en el mecanizado de Inconel y titanio
En PTW, las fresas de metal duro mecanizan los Blisks (Blade Integrated Disks). Los discos de rotor monolíticos con álabes integrados hacen que los motores sean más compactos, ligeros y consuman menos combustible. Su producción altamente compleja a partir de Inconel 718 de alta temperatura sólo puede dominarse mediante la interacción óptima de la geometría de la herramienta, la preparación del filo de corte, el metal duro y el recubrimiento. La mayor vida útil de la herramienta en el banco de pruebas se consiguió con el uso de Balinit Tisaflex, que superó en un 14% a los productos de referencia probados. Es altamente dúctil y reduce la oxidación, la adhesión de material, el agrietamiento y el astillado del filo de corte.
“Las validaciones en clientes del sector aeroespacial confirmaron estos resultados, también en el mecanizado de titanio. El resultado final es una mayor vida útil y, sobre todo, una mayor fiabilidad del proceso. Pudimos convencer al mercado de que nuestro recubrimiento establece un nuevo punto de referencia en el mecanizado de materiales difíciles de la industria aeroespacial. Las herramientas con Balinit Tisaflex se utilizan en la producción en serie de componentes estructurales y de turbinas”, afirma Rico Fritzsche, director del segmento Cutting Tools de Oerlikon.
El recubrimiento para herramientas BALINIT TISAFLEX convenció en las pruebas realizadas en el PTW de la TU Darmstadt y en clientes. Foto: Oerlikon.
Baldia Composite DC: de 80 a 250 orificios en CFRP
El especialista en superficies también puede demostrar su éxito en el mecanizado de plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP) para la construcción ligera de aviones. Junto con su socio de herramientas C6 Composite Tooling, Oerlikon Balzers desarrolló un proceso de mecanizado optimizado con Baldia Composite DC, un recubrimiento de diamante CVD. Se trataba de taladrar orificios en ‘winglets’, es decir, extensiones en los extremos de las alas que hacen que un avión sea más silencioso y consuma menos combustible. La anterior y costosa solución de utillaje sólo alcanzaba una vida útil de 80 orificios.
La solución de taladrado del especialista en herramientas C6 y Oerlikon Balzers para el proveedor aeronáutico FACC consigue una alta eficiencia económica con tiempos reducidos de cambio de herramientas y tiempos no productivos. Foto: FACC.
La broca escariador de metal duro con recubrimiento de diamante CVD nanocristalino, especial para el mecanizado de CFRP, logró una vida útil de la herramienta por más de tres veces con 250 taladrados. De este modo, los costes de la herramienta se redujeron en más de la mitad. Y esto con una tarea extrema: la broca tiene que penetrar en las más diversas estructuras de fibras y capas del compuesto CFRP con una precisión de una centésima de milímetro y sin roturas en la entrada y la salida (deslaminación). Rico Fritzsche dice: “Gracias a Baldia Composite DC y a una acertada combinación de sustrato, geometría y tolerancias mantenidas con precisión en el espesor de la capa y el diámetro de la herramienta, se ha podido lograr un proceso de taladrado estable y económico. La herramienta y la capa funcionan de forma fiable en máquinas de taladrado semi automáticas y máquinas CNC. Como socio de la industria aeronáutica, disponemos de todas las competencias y tecnologías necesarias para este tipo de soluciones personalizadas para el cliente”.
La interacción ideal de la herramienta y el recubrimiento de diamante CVD Baldia Composite DC triplicó la vida útil de la herramienta y redujo sus costes al mismo tiempo. Foto: Oerlikon.
“Conoceremos alternativas a las resinas de origen fósil u opciones más sostenibles para obtener aditivos presentes en las formulaciones de recubrimientos, entre otras propuestas”
“Genci ya está preparado para garantizar que todo tipo de envases comerciales e industriales cumplan con sus obligaciones una vez agotada su vida útil”
