Prueba en directo con efecto sorpresa

Fresado en aluminio a 16,8 m/min

El fabricante de máquinas-herramienta bavius technologie apuesta por las herramientas de ISCAR

Para convencer a un cliente de que en la máquina también se pueden utilizar con estabilidad herramientas de gran saliente con el portaherramientas HSK más pequeño, el fabricante de maquinaria bavius technologie llevó a cabo una prueba de corte en condiciones reales. Un elemento clave de la prueba: las herramientas adecuadas. Con un juego de herramientas de desbaste y acabado de ISCAR, la prueba superó todas las expectativas.

Se busca una instalación dinámica

«Una empresa estadounidense del sector aeroespacial buscaba una máquina que ofreciera altas tasas de arranque de material, dinamismo y disponibilidad, junto con una alta calidad de mecanizado, para fabricar grandes componentes estructurales de aluminio», explica Dominik Merz, director de Aplicaciones de Ventas Globales de bavius. «Una tarea perfecta para nuestra HBZ AeroCell 160 I 400». La máquina cuenta con un husillo de alto rendimiento que gira a una velocidad de hasta 30 000 revoluciones por minuto y ofrece una potencia de 140 kW en funcionamiento continuo (modo de funcionamiento S1). En el modo de funcionamiento S6 se pueden alcanzar potencias de hasta 175 kW durante breves periodos. «Dado que los 140 kilovatios ya están disponibles a 19 000 revoluciones por minuto, se puede alcanzar una potencia elevada ya en el rango de revoluciones medio, lo que ofrece algunas ventajas», explica Dominik Merz.

Trabajar durante varias horas con herramientas cortas

Lo único que preocupaba al cliente estadounidense era el portaherramientas HSK-A63/80 que bavius utiliza de serie. Por experiencia y por motivos de estabilidad, él prefería uno de mayor tamaño. Sin embargo, eso habría limitado considerablemente la capacidad de mecanizado disponible de la máquina. «Para poder alcanzar las 30 000 revoluciones, la AeroCell 160 está equipada con un portaherramientas HSK 63/80 que, gracias a sus mayores superficies de contacto, proporciona la estabilidad necesaria a la herramienta incluso con salientes largos», explica Stefan Diem, técnico de aplicaciones de bavius. «Con un portaherramientas de 100, en cambio, solo habrían sido posibles 20 000 revoluciones por minuto. En un principio, eso no era una opción para bavius y habría limitado las ventajas de la máquina». Dominik Merz añade: «Sobre todo, el mecanizado de este tipo de piezas, que a menudo dura varias horas, se realiza en un 70 u 80 % con herramientas cortas. En la producción se nota rápidamente si el usuario puede aprovechar toda la velocidad y toda la potencia».

Para demostrar al cliente que el soporte más pequeño ofrece la estabilidad necesaria incluso con herramientas largas, el equipo de bavius acordó con el cliente realizar una prueba en directo en condiciones reales en las instalaciones de bavius en Baienfurt. El plan: Realizar un ranurado en forma de V de 170 × 626 milímetros y 260 milímetros de profundidad en un bloque de 600 × 780 × 500 milímetros de aleación de aluminio forjado EN-AW 7012 (AlZn6Mg2Cu), tal y como suele ser habitual en los componentes estructurales para la industria aeronáutica.

Incluso con herramientas de hasta 357 mm de longitud, los procesos se desarrollaron de forma segura y sin vibraciones.

Con la herramienta monobloque HeliAlu de ISCAR se pudieron alcanzar hasta 148 kW en el husillo en la gama S6.

Soluciones a medida

«Nos hemos puesto en contacto con nuestro socio de toda la vida, Iscar, para confeccionar el conjunto de herramientas óptimo para el desbaste y el acabado», explica Stefan Diem. Michele Piccolantonio, asesor y comercial de proyectos de equipamiento; Calogero La Quatra, especialista en productos Multi Master, Solid Carbide y PCD-Tools; y Anton Kress, especialista en fresado, escucharon la descripción del trabajo y, junto con el equipo de bavius, configuraron un conjunto adaptado con precisión a la tarea y al material. «En general, el aluminio se mecaniza de forma rápida y sencilla, pero tiene sus peculiaridades», afirma Anton Kress. En este caso se necesitan sistemas altamente positivos con filos pulidos muy afilados para evitar que las virutas se adhieran al filo y a la superficie, lo que garantiza la fiabilidad del proceso. Además, esto reduce las fuerzas de corte durante el mecanizado. Esto aporta enormes ventajas al utilizar herramientas largas y reduce considerablemente el desplazamiento y las vibraciones. «Por ello, entre otros criterios de selección importantes, fue el uso de herramientas estándar de corte suave que soportaran la gran dinámica de la máquina, permitieran altas velocidades de giro y funcionaran con fiabilidad para mantener alta la disponibilidad de la instalación», afirma Michele Piccolantonio. «Además, en el desbaste deben ser posibles tasas de arranque de viruta muy elevadas —palabra clave: mecanizado de gran volumen— y, en el acabado, una calidad de superficie óptima», añade Anton Kress. El resultado final fue un juego de herramientas compuesto por fresas de las gamas HeliAlu, MegaAlu y Multimaster.

Desbaste rápido de grandes cantidades de material: hasta 16 500 mm/min

Para eliminar grandes cantidades de material en poco tiempo, se utilizaron fresas HeliAlu con refrigeración JHP específica, de 50 mm de diámetro. Para el desbaste del contorno de la superficie y la primera parte del cajón, se utilizó la fresa como herramienta monobloque de 110 mm de longitud, equipada con cuatro plaquitas intercambiables (WSP) con dos aristas de corte helicoidales. Los filos afilados, rectificados en todo su perímetro, de 22 mm de longitud, con un ángulo de corte muy positivo y superficies de corte pulidas, cortan con suavidad y garantizan un excelente flujo de virutas. «Con ello, realizamos el desbaste a una velocidad de giro del husillo de 25 400 revoluciones por minuto y pudimos aplicar hasta 148 kW al husillo», se alegra Stefan Diem. «Con un avance de 25 400 mm por minuto y una profundidad de corte de 16,5 mm, pudimos eliminar hasta 14,5 litros de material por minuto». Las zonas más profundas del cajón las mecanizó bavius con fresas de encaje HeliAlu de 157, 207 y 257 mm, equipadas con plaquitas de 14 mm, con una gran fiabilidad de proceso: a velocidades de hasta 28 000 rpm, una potencia de hasta 65 kW y avances de hasta 16 500 mm por minuto. «Fue realmente impresionante ver cómo la máquina atravesaba el material», comenta Dominik Merz.

Acabado superficial de primera calidad gracias a las fresas Multimaster

Sin embargo, en la fabricación de componentes aeronáuticos no se trata solo de eliminar grandes cantidades de material rápidamente. Es igualmente importante que las superficies de los componentes presenten una alta calidad. Esto convierte al acabado en un proceso decisivo. En la prueba se utilizaron fresas de cabeza esférica y cilíndricas de metal duro integral atornillables de la familia Multimaster de Iscar, con longitudes de herramienta de entre 155 y 293 mm. Con velocidades de giro del husillo de entre 21 000 y 27 000 rpm, en pocos minutos se obtuvieron superficies finas y sin rayaduras en el fondo y las paredes del hueco, con una rugosidad de 6,5 µm..

Para el acabado del fondo del bolsillo se utilizó una fresa de cabeza esférica EBA de tres filos, con un diámetro de 16 mm y un radio de 8 mm. Montada en el vástago de 200, la herramienta mide 280 mm. Para el acabado de los lados más anchos del hueco, bavius montó en el vástago de 200 la fresa cilíndrica EOBA en forma de gota, con un diámetro de 16 mm, cuatro filos de corte y un radio de perfil de 75. «Esta fresa cilíndrica realiza el acabado hasta nueve veces más rápido que una fresa de cabeza esférica comparable. Esto se debe a que el radio actúa como factor matemático y, en consecuencia, los saltos entre líneas pueden aumentarse axialmente en un múltiplo», explica Calogero La Quatra. «Y todo ello a baja velocidad de giro e independientemente de los parámetros de corte».

«La prueba superó todas las expectativas. El cliente quedó totalmente convencido y tan entusiasmado que lo hubiera comprado allí mismo», afirma Dominik Merz. «Gracias a la combinación de nuestro sistema dinámico AeroCell y las innovadoras herramientas de Iscar, pudimos ofrecerle una solución eficiente».

Dominik Merz, Director Global Sales & Applications bei bavius

El resultado de la prueba supera las expectativas

En solo tres horas se extrajeron unos 70 kg de material y se fresó la cavidad en el bloque con total fiabilidad y con la calidad requerida. «La combinación de una máquina potente y dinámica con la herramienta adecuada garantiza un tiempo de mecanizado más corto y aumenta considerablemente la productividad», resume Stefan Diem. «Y, tal y como se había previsto, las herramientas de gran saliente con el alojamiento de 63/80 funcionaron de forma absolutamente estable y sin vibraciones». Con una HeliAlu de 357 mm de longitud y 50 mm de diámetro, los constructores de máquinas llevaron esta prueba de estabilidad al extremo: además de la cavidad en V, fresaron otra cavidad en el bloque de aluminio con un avance de 8100 mm/min y una velocidad de giro del husillo de 18 000 rpm, garantizando la fiabilidad del proceso.