Alternativas al mecanizado con taladrina

Un interesante artículo sobre la tendencia al mecanizado ecológico, en lo referente al uso de fluidos de corte.

Para leer el artículo completo, clicar el enlace al final del mismo.

 

La creciente preocupación por el medioambiente a nivel mundial es una realidad. Por ello los gobiernos de los países desarrollados cada vez son más estrictos con la normativa medioambiental (en España RD 259/1998 del 29 de septiembre [1]) llevando al sector industrial a buscar técnicas de eficiencia energética, el uso sostenible de los recursos naturales y reducción de los desechos derivados de la fabricación de productos. Además, dada la alta competitividad existente es necesario, además de ser ecológico, ser económicamente viable.

Por estas razones en los últimos años en el mundo del mecanizado se intenta caminar hacia lo que se denomina mecanizado ecológico. Estos pasos van en la dirección de disminuir el uso de aceites minerales y sus emulsiones como fluidos de corte en el mecanizado ya que el coste de dichos fluidos puede ser hasta el 17% del coste total de fabricación [2] y el uso de este tipo de aceites en los operarios puede causar problemas respiratorios como asma, neumonía hipersensible, pérdida de función pulmonar u otras enfermedades como la irritación, acné o cáncer de piel a largo plazo [3]. La cantidad consumida actualmente por la Unión Europea asciende a 320.000 Toneladas/año [4]. Además, el coste de tratamiento de estos residuos en la Unión Europea y Estados Unidos ronda entre 2 y 4 veces el precio de compra del aceite y desde un punto de vista medioambiental está demostrado que un 30% se pierden por fugas en los circuitos, mediante partículas adheridas a la máquina en forma de suciedad o en la limpieza de las piezas [5], por lo que en muchos de los casos se acaba contaminando el agua, suelos o manantiales y, por lo tanto, puede acabar llegando a la cadena alimenticia [6]. Para evitar todo esto y ser eficiente tanto económicamente como medioambientalmente, en los últimos años ha habido avances en técnicas como el mecanizado en seco y el mecanizado criogénico, en los cuales se suprime cualquier uso de aceite o emulsión consiguiendo resultados aceptables en muchos de los ensayos realizados. La problemática al utilizar estas técnicas surge al intentar mecanizar materiales de difícil maquinabilidad a alta velocidad como pueden ser las superaleaciones (titanio, níquel, aceros inoxidables). Estas aleaciones, a pesar de sus buenas propiedades mecánicas, generalmente tienen una baja conductividad térmica, alta resistencia y una alta capacidad calorífica que se traducen en unas fuerzas de corte excesivas, altas temperaturas de corte, un desgaste excesivo de las herramientas e incluso mala calidad superficial. Por ello, una técnica intermedia es lo que se conoce como MQL (mínima cantidad de lubricación) con la que se combinan algunos de los beneficios del mecanizado en seco junto con algunas de las ventajas del mecanizado con fluidos de corte, avanzando así hacia una fabricación sostenible. Continuar leyendo “Alternativas al mecanizado con taladrina”

The Many Ways Ford Benefits from MQL

Reproduciremos parte de un artículo de Derek Korn acerca de la implementación del sistema MQL en diferentes máquinas de la planta de Ford Van Dyke en USA.

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Clean machining using minimum quantity lubrication has allowed Ford’s Van Dyke transmission plant to become fundamentally more efficient and effective at manufacturing six-speed automatic transmissions.

 

Ford’s Van Dyke transmission plant implemented minimum quantity lubrication (MQL) for the same primary reasons other big manufacturers have done it. MQL lowers machining costs by eliminating not only the large volume of coolant used in conventional wet operations, but also all the ancillary equipment and electrical power necessary to maintain a big, central coolant system. MQL also creates a cleaner, safer manufacturing environment, which is beneficial to the health of both the equipment used on the shop floor and the employees who work there.

I suspect, though, that the Sterling Heights, Michigan plant initially didn’t realize how changing the way a cutting tool and workpiece are cooled and lubricated during machining would have such an impactful, trickle-down effect on its large-scale manufacturing process beyond the advantages just mentioned. Switching to MQL to machine three types of aluminum components for the company’s 6F line of front-wheel-drive transmissions has ultimately boosted the plant’s flexibility and efficiency, allowing it to more quickly adapt to today’s rapidly changing market demands for different types of vehicles. It also brought machining “out into the open” so it could be located closer to the transmission assembly area, minimizing wasteful part travel throughout the facility. Continuar leyendo “The Many Ways Ford Benefits from MQL”

Lubricación Vs Refrigeración en mecanizado

Cuando alguien ajeno a nuestro sector, entra por primera vez en un taller de mecanizado, una de las primeras preguntas que realiza es acerca de “ese líquido” que fluye dentro de las máquinas durante el proceso de arranque de viruta.

 

En este breve artículo trataremos de aclarar esa duda, arrojando algo de luz sobre lo crucial y crítico de esa lluvia que cae sobre la gran mayoría de piezas durante su mecanizado, ya sea en centro de mecanizado o en torno.

 

Cuando un pedazo de metal está siendo sometido a un proceso de mecanizado por arranque de viruta, tanto la herramienta, como el propio material, sufren un incremento brutal de temperatura por la fricción de los materiales. Por consiguiente, es preciso tanto refrigerar ambos, como proveer de lubricación para mejorar el rendimiento, al tiempo que evacuar la viruta y proteger a la propia máquina.

 

Existen diferentes tipos de lubricantes, entre los que cabe destacar, aceites puros, y aceites emulsionados con agua.

Los más comunes son los emulsionables, también conocidos como “taladrinas”, donde una base oleosa se mezcla con agua y una serie de aditivos emulgentes, dando como resultado un líquido blanquecino, baña todo el interior de la máquina, con especial énfasis en el binomio pieza-herramienta.

Seguidamente nos encontramos con los aceites puros, productos en base de aceites minerales no miscibles en agua.

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MQL – Lubricación por cantidades mínimas

El mecanizado de metal comprende una serie de operaciones orientadas a la conformación de piezas, mediante la eliminación gradual del material. Esta eliminación, basada en la fricción de la superficie cortante de la herramienta y la superficie de la pieza, genera grandes cantidades de calor. En los procesos de arranque de viruta  se producen, debido a las altas temperaturas, una serie de efectos negativos que afectan directamente a la operación, e indirectamente al proceso de producción y desarrollo de la empresa. Algunos de estos efectos son:

  • el desgaste excesivo de la superficie cortante de la herramienta, acortando la vida de la herramienta
  • la deformación de la superficie mecanizada, afectando a la tolerancia de acabado
  • afectación de la calidad de la pieza
  • alteraciones en la velocidad de producción

La temperatura alcanzada en un proceso de mecanizado va a depender directamente del balance entre la generación del calor y la disipación o evacuación del mismo.

Por esta razón, disminuir la temperatura generada durante una operación de mecanizado es un factor importante y a tener en cuenta. Para lograr esta disminución, se ha optado siempre por atacar el problema ya sea refrigerando o lubricando la operación. Cuando refrigeramos, estamos buscando bajar la temperatura en el punto de corte, además de desalojar mejor la viruta. Cuando lubricamos, buscamos que la operación de mecanizado sea menos costosa, generando de esta manera menos temperatura y desgastando menos a la herramienta. Continuar leyendo “MQL – Lubricación por cantidades mínimas”