Fresas integrales con cabezales intercambiables iMX

Mecanismo de Ajuste Innovador (Innovative Fastening Mechanism)

El desarrollo de fresas con cabezales intercambiables tuvo su inicio en el año 2001. Como todo desarrollo a largo plazo, el producto final resultó ser muy diferente a su primer prototipo. Los ingenieros de MITSUBISHI MATERIALS consideraron como aspecto crítico de este sistema la doble cara de contacto en carburo cementado, que debía satisfacer los requerimientos de máxima fuerza, rigidez y confiabilidad; sin embargo, para ésto era necesaria nueva tecnología. En esta nota, cuatro ingenieros involucrados en el proceso fueron entrevistados; dos de los cuales se especializan en el desarrollo y producción tecnológica; y dos operadores de mecanizado con prototipos.

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P: Cuéntennos sobre el desarrollo de estas fresas.

Azegami: "Hay dos tipos de fresas: sólidas integrales y con cabezales intercambiables. Las fresas con cabezales intercambiables son muy económicas porque pueden ser fácilmente alternadas de acuerdo a los diferentes requerimientos, lo que las hacen ideales para un amplio rango de aplicaciones. Los cuerpos de las fresas integrales sólidas, son fabricados de una única pieza, lo que asegura rigidez y precisión. Combinar las ventajas de ambos tipos de fresas para satisfacer las necesidades de nuestros clientes fue el objetivo para el desarrollo inicial en el año 2001 de la serie iMX. El mecanismo de sujeción original fijaba el cabezal al tomar contacto con una superficie cónica, lo cual no ofrecía la fuerza y resistencia que era necesaria. En un proceso repetitivo de prueba y error, se llegó a la conclusión de que aplicando una doble cara de contacto de carburo cementado como mecanismo de ajuste mejoraría notablemente el desempeño. Honestamente, ésto era un gran reto y en ese entonces no estábamos seguros de que fuera posible transformar esta idea en un producto real."

Misono: "La rosca en carburo cementado tiende a fisurarse al ser ajustada. Ésto significaba que teníamos que desarrollar una tecnología que nos permitiera insertar tornillos de acero dentro del carburo cementado."

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P: ¿Es tan complejo el sistema de ajuste por doble cara de contacto en carburo cementado?

Azegami: "Sí. La doble cara de contacto aplicada en la serie iMX se forma al permitir que las propiedades de deformación elástica en la parte cónica formen un contacto resistente entre la cara inferior del cabezal y el cuerpo. Si bien el carburo cementado es súper duro, también puede ser quebradizo. A lo que me refiero con ésto es que el carburo cementado aplicado a las fresas tiene una capacidad extremadamente pequeña en deformación elástica, por lo que existe una elevada posibilidad de que el cuerpo se quiebre cuando el cabezal es ajustado. Para abordar ésto, aplicamos un grado de carburo cementado más tenaz, el cual es durable pero no es el mismo tipo que se aplica comúnmente en fresas."

Matsumoto: "Cuando hicimos un prototipo del cuerpo, la cara inferior del mismo fue gradualmente rectificada en incrementos de 1µm hasta encontrar la tolerancia perfecta. Luego de completar el cuerpo, realizamos experimentos de ajuste y confirmamos que la deformación elástica permitía que el diámetro exterior del porta se expanda los µm necesarios para la fijación del cabezal. Nos entusiasmamos mucho con los resultados."

Misono: "Para la producción en masa del mecanismo de ajuste de doble cara de contacto, necesitamos desarrollar una nueva tecnología que nos permitiera fijar las tolerancias dimensionales estrictas que requeríamos, algo que se creía imposible en ese momento para una producción masiva. Investigamos un amplio rango de campos diferentes, incluyendo artefactos de inspección y medición, herramientas de mecanizado y el método de fabricación general antes de finalmente establecer la tecnología de fabricación en masa que requeríamos."

Sakaguchi: "Cuando establecimos por primera vez la producción en masa, tuvimos que responder requerimientos aún más complicados en el departamento de desarrollo. La relación entre el departamento de desarrollo y el de fabricación fue complicada por un tiempo."

Todos: (Risas)

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Mecanismo de ajuste entre el cabezal y el cuerpo.

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Producto final (Izquierda) y primer prototipo (Derecha).

P: Por favor coméntennos sobre la tecnología estructural de la unión.

Misono: "La serie iMX adopta una estructura de unión especial en acero y carburo cementado que aplica de manera efectiva las características de ambos materiales. Para los fabricantes que producen herramientas de carburo cementado y acero rápido, el establecer una tecnología que permita una unión estable de estos dos materiales ha sido un objetivo a largo plazo. Ya se estaba aplicando tecnología para la unión de mangos y cabezales hechos de diferentes materiales en la producción masiva de herramientas de corte, pero era extremadamente desafiante adaptar esta tecnología. En la planta Akashi, comenzamos a ver nuevas máquinas y a crear una nueva infraestructura con la cual teníamos muy poca experiencia. Para una producción masiva fluida era necesario modificar equipamiento existente lo que requirió un esfuerzo significativo."

Azegami: "Fue un proceso de prueba y error. Seleccionábamos diferentes materiales para las partes en acero y carburo cementado y realizábamos ensayos reiterados de elasticidad y unión en cientos de unidades antes de llegar a la fuerza dúctil que era necesaria."

Sakaguchi: "Era importante que después de pasar por todos las diferentes fases de este largo proceso de desarrollo, se presentara algo nuevo e innovador durante la JIMTOF 2012. Creíamos que el producto final llegaba a ese nivel de innovación porque desarrollamos una serie de herramientas que beneficiaría significativamente a nuestros clientes."

P: Por favor digan algunas palabras para nuestros clientes.

Azegami: "Desde que la serie iMX fue lanzada al mercado en 2012, los clientes que han pasado de las fresas integrales a las fresas con cabezales han estado muy satisfechos con los resultados. Gracias a la sobresaliente fuerza y conveniencia que ofrece esta tecnología, estoy seguro de que más y más clientes implementarán la serie iMX."

Misono: "Seguiremos trabajando en el desarrollo de tecnologías de precisión para cumplir con los requerimientos de nuestros clientes en productos de alta calidad. Nuestros productos ofrecen la tecnología más avanzada y estoy seguro de que atestiguaremos la expansión de sus aplicaciones en el mercado a medida que su popularidad crece."

Sakaguchi: "El desarrollo de la serie iMX ahora se focaliza en responder las necesidades de nuestros clientes, y sé que el mercado también está a la espera de nuestros nuevos productos."

Matsumoto: "Gracias a nuestra rápida respuesta ante los requerimientos de los clientes por productos estándar y especiales, la popularidad de la serie iMX tendrá un crecimiento incuestionable."

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Kotaro Sakaguchi: Operador de Prototipos, Toshiya Matsumoto: Operador de Producción, Takayuki Azegami: Dpto. de Desarrollo y
Takahiro Misono: Dpto. de Producción de Tecnología.

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Fuente: www.mitsubishicarbide.com