24/04/2013 - El mecanizado criogénico permite garantizar la seguridad de las piezas del sector aeronáutico

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CIC marGUNE, Centro de Investigación Cooperativa de Fabricación de Alto Rendimiento, coordina una línea de investigación del mecanizado criogénico para el desarrollo de piezas de seguridad para el sector aeronáutico.

Este método de mecanizado permite un impacto menor sobre el medio ambiente que los métodos convencionales. Además, aumenta notablemente la vida útil de las piezas de seguridad y reduce los costes. CIC marGUNE trabaja en colaboración con el Grupo de Fabricación de Alto Rendimiento de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao (UPV/EHU), Tecnalia y la Universidad de Mondragón.

El mecanizado criogénico consiste en emplear un gas refrigerante en el proceso de mecanizado. CIC marGUNE, Centro de Investigación Cooperativa de Fabricación de Alto Rendimiento, coordina una línea de investigación del mecanizado criogénico, donde participan la UPV/EHU, Tecnalia y la Universidad de Mondragón. El objetivo de la línea de investigación es garantizar un proceso de fabricación limpio, y además, contribuir a la seguridad de las piezas del sector aeronáutico.

El mecanizado es un proceso de fabricación de piezas mediante la eliminación de material por arranque de viruta. Los fluidos de corte que se utilizan en la mayoría de las operaciones de mecanizado por arranque de viruta tienen dos objetivos: por un lado, lubricar la zona de corte, y por otro lado, refrigerar, es decir, eliminar el calor producido en la zona de corte para no afectar a la superficie mecanizada. Pero dichos fluidos son dañinos para el medio ambiente y para las personas —hay unas cien enfermedades asociadas a este tipo de lubricante—.

 Para solventar los problemas que presentan los métodos de mecanizado convencionales, una de las principales alternativas que se está investigando actualmente es el mecanizado criogénico. Un método innovador de refrigerar la herramienta de corte y los puntos críticos de la pieza durante el mecanizado, gracias al empleo de un gas refrigerante muy frío, que puede ser nitrógeno líquido o CO₂.

Tanto el nitrógeno líquido como el CO₂ son productos básicos y baratos, pero además, “el CO₂ se puede aplicar de manera externa en una máquina ya existente, sin necesidad de realizar ninguna modificación en dicha máquina, con la inversión que ello supone”, cuenta Franck Girot, coordinador de la línea de investigación de CIC marGUNE. Hay ya pruebas de que la tecnología funciona, y por tanto se trata de una línea de investigación directamente relacionada con nuestras empresas, y que puede llegar al mercado en breve.

Mayor seguridad y menor coste

Actualmente se está trabajando con piezas de seguridad para el sector aeronáutico, automoción, ferrocarril, etc. Sectores en los cuales las piezas o los componentes que se mecanizan tienen que tener cierta calidad y, sobre todo, no han de presentar daños superficiales, ya que generalmente una rotura de pieza se genera debido a defectos superficiales. Por ello, “para este tipo de aplicaciones el mecanizado criogénico es una garantía de cara a evitar dichos defectos” señala Girot. “Se trata de un tema cada vez más controlado sobre todo en el sector aeronáutico” añade. Cada pieza realizada tiene un seguimiento específico para conocer en qué condiciones se ha realizado el mecanizado y, al mismo tiempo, garantizar que dicha pieza en su ciclo de vida no se va romper debido a defectos superficiales.

Girot destaca que, en comparación con los sistemas de mecanizado convencionales, la refrigeración de la región cortante, que experimenta la temperatura más alta durante el proceso, evita cambios en la microestructura de la herramienta. Esto se manifiesta en mejoras, a menudo notables, en ciertas prestaciones de los materiales, destacando, entre otras, el aumento de la vida de las piezas de hasta un 50 o 100 %, la resistencia al desgaste, la vida a fatiga, etc.

Además, “es un proceso totalmente respetuoso con el medio ambiente, ya que durante su realización no se genera ningún tipo de vertido o residuo”, señala Girot. Los gases criogénicos se obtienen de otros procesos, por lo tanto, es un segundo uso de gases, que si no, se debieran eliminar sin mayor beneficio. Durante el mecanizado de las piezas el fluido se evapora rápidamente y vuelve de forma natural a la atmósfera. La pieza queda completamente limpia de impregnaciones de fluidos de corte y no se genera ningún residuo que contamine la máquina herramienta, las virutas o el lugar de trabajo. Esto representa una mejora económica importante.

El sistema puede trabajar a velocidades más elevadas que con máquinas de mecanizado convencionales. Por tanto, aumenta la productividad y consigue un trabajo de mayor calidad, lo que se traduce en una reducción de los costes de obtención de las piezas.

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Basque Research

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