Serie MP/MT9000 para Torneado en Materiales de Difícil Corte

Reducción del desgaste de contorno en el mecanizado de superaleaciones

La demanda por materiales de difícil corte en la industria se ha ido incrementando. Es importante desarrollar un estándar de productos apropiados para ser utilizados en un amplio rango de aplicaciones en este tipo de materiales.

Entrevistamos a cuatro integrantes del Departamento de Desarrollo de Herramental sobre su experiencia en el diseño de insertos para estos materiales. 

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P: ¿Cómo surgió la idea de desarrollar esta nueva serie?

Ing. Sugaya: La necesidad por materiales de difícil corte ha crecido en varios sectores de la industria, tales como aeroespacial, automotriz y médica. Para responder a esta necesidad, iniciamos como proyecto el desarrollo de un producto focalizado en ello. Hay una amplia variedad de productos y piezas que los utilizan, sin embargo, el desempeño requerido de las herramientas para cada una de éstas difiere significativamente. Queríamos desarrollar una herramienta estándar que pueda ser aplicada en un amplio rango de condiciones. Primero establecimos las prioridades con el equipo del Departamento de Ventas, ya que tienen un vasto conocimiento sobre las necesidades de nuestros clientes y con el personal de Desarrollo de Material. Basados en estas reuniones, seleccionamos a la industria aeroespacial como objetivo y comenzamos a desarrollar insertos, optimizados para el mecanizado en titanio y superaleaciones.

P: ¿Qué desafíos enfrentaron durante el proceso de desarrollo?

23Ing. Sugaya: El mecanismo que causa daños en el filo durante el mecanizado en materiales de difícil corte como titanio y superaleaciones dista de los daños generados en el mecanizado en fundición y acero. Nos focalizamos en reducir el desgaste de contorno e incrementar la vida útil.

Ing. Sugawara: Primero analizamos exhaustivamente las herramientas existentes. El daño causado durante el mecanizado depende de leves diferencias en la condición, lo que dificulta una evaluación de desempeño. Por ello, utilizamos todas las muestras posibles durante la experimentación y basamos nuestros análisis de cada muestra bajo un mayor número de criterios que lo usual. Durante este análisis, encontramos que los ángulos de inclinación y tamaños del honing son los elementos más importantes para reducir posibles daños.

Ing. Sugaya: El prototipo con un gran ángulo de inclinación y honing pequeño redujo el daño durante el mecanizado inicial; sin embargo, la vida útil en el mecanizado de superaleaciones fue muy difícil de predecir con precisión debido a la complejidad natural de las superaleaciones resistentes al calor como grupo en sí. Esto significa que el parámetro para cada aplicación requiere ajustes precisos para obtener resultados óptimos. Descubrimos que el punto clave para lograr mayor durabilidad en un amplio rango de aplicaciones consistía en reducir el desgaste de contorno lo más posible. Experimentamos para encontrar la mejor geometría de filo que abarcara varias aplicaciones.

Ing. Ichinoseki: Fue un proceso de prueba y error. Como discutimos sobre el ángulo de inclinación y tamaño de honing detalladamente antes del desarrollo, fuimos capaces de dedicar una cantidad de tiempo y esfuerzo significativo en la producción de prototipos, dimensiones, evaluaciones de mecanizado y análisis al compararlo con proyectos de desarrollo previos. Una vez que realizamos el prototipo, continuamos realizando testeos durante tres días.
Aunque las computadoras ayudaron a que el desarrollo sea más eficiente, las repeticiones requeridas para poder garantizar precisión requirió tanto persistencia como paciencia.  Sin embargo, nuestros esfuerzos rindieron frutos, ya que pudimos encontrar el ángulo de inclinación apto y dimensión de honing para cada producto.

Ing. Sugaya: Por medio de la metodología de prueba y error diseñamos tres tipos de rompevirutas para responder a las necesidades del mercado y los lanzamos al mercado como serie en el año 2013. El rompeviruta LS, con un ángulo de inclinación de 20° y excelente control de virutas; el rompeviruta MS, con un ángulo de inclinación de 15° y resistencia al desgaste de contorno y, finalmente; el rompeviruta RS, con un ángulo de inclinación de 10° y resistencia al astillamiento, están ahora disponibles para diferentes aplicaciones. Estos productos han sido muy valorados por su precisión y habilidad para cubrir un amplio rango de aplicaciones más allá del mecanizado en superaleaciones, ganándose una excelente reputación por su versatilidad. Estamos contentos de que nuestros productos haya logrado dicho nivel de aprobación.

Ing. Masuno: Incrementamos significativamente el contenido de Al sobre el actual (Al, Ti) N para lograr una estabilización de dureza de alto grado, ésto llevó a un incremento significativo en la resistencia ante la abrasión y adhesión de material. Logramos mejorar el desempeño más del 25% sobre los product os actuales y, al combinarlos con la geometría de corte óptima, el desempeño general de estos insertos para materiales de difícil corte se incrementó aún más.

P: ¿Cuál fue la prioridad en el desarrollo?

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Ing. Ichinoseki: Como desarrolladores fuimos particularmente cuidadosos con el diseño. La búsqueda de funcionalidad en la rotura de virutas llevó a un diseño final que recordaba a la forma de un ala delta. Esto ayudó a promover la apariencia del producto para dar una fuerte impresión de alto desempeño como inserto para superaleaciones.

Ing. Sugawara: Hay muchos tipos de insertos ISO disponibles para aplicaciones en torneado. Mientras hemos mantenido el desempeño básico del prototipo, también ofrecemos un amplio rango de geometrías combinando diferentes tamaños, ángulos de despeje y radios de esquina. Para evitar retrasos en el lanzamiento del producto, también trabajamos para crear un sistema que nos permitiera completar nuestro proceso de diseño en un tercio del tiempo que era requerido para los productos convencionales.

Ing. Sugaya: La ventaja más grande de reunir cuatro personas de diferentes edades y niveles de experiencia fue que pudimos combinar nuestros conocimientos individuales. El Ing. Ichinoseki brindó la experiencia que acumuló, durante su larga carrera, en el manual de diseño que utilizamos, recomiendo que los diseñadores jóvenes lean este trabajo tan importante. Deseo continuar conociendo la tecnología desarrollada por individuos con tal experiencia y transmitirla a la próxima generación.

Ing. Ichinoseki: También creo que la jovialidad y perspectiva positiva de nuestro team leader, quien era el miembro más joven del equipo, calmó a los demás y ayudó un montón en el desarrollo de estos productos.

P: ¿Tienen algún mensaje para nuestros clientes?

Ing. Ichinoseki: Actualmente estamos vendiendo únicamente insertos negativos, pero también estamos planeando lanzar una serie de insertos positivos. Luego de que introduzcamos nuestros productos al mercado, descubrimos que ambos tipos de insertos y la tecnología utilizada en su desarrollo puede ser aplicada en el mecanizado de piezas pequeñas. Por ello, también continuaremos desarrollando en tamaños más chicos.

Ing. Sugaya: Aunque son para materiales de difícil corte, puede ser aplicados en acero inoxidable y otros tipos de acero. Espero que nuestros clientes tomen ventaja de esta versatilidad. Nosotros expandiremos la serie a una amplia selección de geometrías para incrementar su uso en un rango aún mayor de industrias.

Ing. Sugawara: También hemos implementado nuevas ideas para asegurar su eficiencia. Los conocimientos que hemos acumulado en este proyecto serán útiles en desarrollos futuros, y estoy contento de que podamos ofrecer estos productos a nuestros clientes tan rápidamente.

Ing. Masuno: Seguiremos desarrollando nuevos materiales y tecnología para proveer productos de alta calidad y alto desempeño.

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Fuente: www.mitsubishicarbide.com