Factores críticos para el mecanizado de alta velocidad en la industria aeroespacial

El mecanizado de alta velocidad puede aumentar drásticamente la productividad si sus herramientas y configuraciones de máquina están a la altura, según Nick Jew, ingeniero de I+D en BIG DAISHOWA.

P: ¿Qué define el mecanizado de alta velocidad y por qué está ganando popularidad en la industria aeroespacial?
R: El mecanizado de alta velocidad (HSM, por sus siglas en inglés) generalmente se refiere a velocidades del husillo de la máquina superiores a 10,000 rpm, aunque en aeroespacial, a menudo vamos mucho más allá. Las tasas de remoción de material más rápidas significan ciclos más cortos y mayor productividad. Con la demanda de piezas ligeras y complejas hechas de aluminio o incluso materiales más resistentes como titanio o Inconel, el HSM permite un mecanizado eficiente sin comprometer la precisión si se realiza correctamente.

P: ¿Qué papel juegan los portaherramientas en el éxito del HSM?
R: Los portaherramientas son los héroes anónimos en el HSM. Afectan directamente el balance, el descentrado y la vibración, todos factores críticos a altas velocidades. Los portaherramientas de precisión como los de ajuste por contracción, hidráulicos y los de alto rendimiento de pinzas son ideales porque minimizan el desequilibrio gracias a su forma simétrica y a que su masa está concentrada cerca de la línea central. Para aplicaciones de fresado más pesadas, el MEGA Double Power Chuck de BIG DAISHOWA está específicamente diseñado para uso a alta velocidad, con un cuerpo simétrico, acabado espejo y tuerca sin muescas que optimizan la concentricidad y minimizan el desequilibrio. Un mal balance a altas velocidades no solo afecta el acabado superficial y la vida útil de la herramienta, sino que también puede dañar el husillo de la máquina.

P: ¿Debe preocupar a los talleres el diseño del cono del husillo al aumentar las velocidades?
R: Absolutamente. La interfaz entre el portaherramientas y el husillo se vuelve cada vez más importante a medida que aumentan las velocidades. Los conos HSK se desarrollaron para enfrentar los desafíos de alta velocidad, como la expansión centrífuga que provoca el “hundimiento” del eje Z en husillos de cono convencional. El diseño de contacto dual de HSK (brida y cono) elimina este problema y mejora la rigidez. Si no está listo para cambiar completamente a HSK, los portaherramientas BIG-PLUS ofrecen beneficios similares de contacto dual para máquinas de cono pronunciado como CAT o BT, siempre que su husillo sea compatible con BIG-PLUS, lo cual es común por defecto.

P: ¿Pueden las herramientas de mandrinado realmente cumplir con los requisitos del HSM?
R: Pueden, pero es complicado. Los cabezales de mandrinado tradicionales de un solo punto son inherentemente desequilibrados, lo que puede causar problemas como orificios ovalados a mayores velocidades. Para aplicaciones donde la tolerancia y redondez del orificio son críticas, comunes en aeroespacial, recomendamos cabezales de mandrinado equilibrables, como nuestra serie EWB autoequilibrante. Estos cabezales utilizan contrapesos internos que se ajustan automáticamente al cambiar los diámetros de mandrinado, asegurando un equilibrio y rendimiento consistentes en todo el rango de velocidades.

P: ¿Qué pasa si la velocidad máxima del husillo de mi máquina no es suficiente? ¿Cuáles son las opciones?
R: Los multiplicadores de velocidad del husillo son una solución efectiva. Estos dispositivos multiplican mecánica o neumáticamente la velocidad de su husillo existente, siendo ideales para trabajos con herramientas pequeñas o micro-mecanizado en máquinas estándar. Por ejemplo, BIG DAISHOWA ofrece husillos accionados por aire que pueden alcanzar hasta 80,000 rpm. Permiten a los talleres ampliar sus capacidades sin invertir en nuevas máquinas de alta velocidad, una opción valiosa para componentes aeroespaciales de nicho que requieren precisión extrema.

El mecanizado de alta velocidad no se trata solo de ir más rápido, sino de una integración más inteligente de portaherramientas, capacidades de la máquina y estrategias de corte. Los fabricantes aeroespaciales que adoptan un enfoque integral considerando las herramientas obtendrán mayores beneficios en productividad, precisión y durabilidad del equipo.