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La rectificación y la erosión mejoran la eficiencia de las herramientas aeroespaciales

Además de materiales como el titanio, el Inconel y el acero inoxidable, los fabricantes aeroespaciales están incorporando materiales más ligeros como el carbono, el aluminio y los compuestos híbridos apilados de plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP) en los diseños de las aeronaves actuales. De hecho, el 80 por ciento de todos los componentes aeronáuticos son materiales ligeros que requieren el uso de herramientas de carburo o PCD (diamante policristalino) para mecanizarlos eficazmente.

Mientras que los talleres de fabricación y afilado de herramientas pueden rectificar eficazmente el metal duro con el afilado convencional de herramientas, el PCD es extremadamente difícil de mecanizar con muelas de diamante. Desafortunadamente, incluso estas muelas producen una relación de rectificado uno a uno: la muela abrasiva y la pieza de trabajo suelen perder la misma cantidad de material, lo que hace que el proceso sea costoso. Por este motivo, WALTER ha desarrollado su concepto de máquina dos-en-uno o "Two-in-One", que combina el mecanizado por descarga eléctrica (EDM) y la rectificación en una sola plataforma de máquina.

Las máquinas de fabricación y afilado de herramientas HELITRONIC VISION DIAMOND 400 L, HELITRONIC POWER DIAMOND 400, HELITRONIC RAPTOR DIAMOND y HELITRONIC DIAMOND EVOLUTION de WALTER respectivamente. UNITED GRINDING Norteamérica ofrece una eficiencia y productividad excepcionales gracias a su diseño "Two-in-One". Desde el punto de vista de la producción, estas máquinas permiten a los usuarios erosionar herramientas (PCD) y rectificar herramientas (carburo) utilizando la misma máquina para eliminar la laboriosa tarea de mover piezas de trabajo a una segunda máquina.

Con la capacidad de realizar tanto el erosionado como el rectificado, o combinaciones de los dos métodos de procesamiento en una sola máquina, los fabricantes de herramientas del sector aeroespacial también pueden expandirse en el campo de la producción de herramientas de PCD para ampliar el negocio y el crecimiento, sin incurrir en riesgos adicionales ni poner en peligro la rentabilidad.

En algunos casos, se han omitido pasos completos de la cadena de producción porque las herramientas erosionadas ya no necesitan reafilado ni pulido. Además de la productividad de las herramientas de PCD, las máquinas trabajan con WALTER HELITRONIC TOOL STUDIO, una solución de software que facilita aún más el diseño de herramientas.

En el sector del carburo, una aplicación aeroespacial predominante son las fresas de raíz para asientos de álabes de turbinas de motores a reacción. En el lado de los PCD, las aplicaciones van desde herramientas para taladrar cientos de miles de orificios de remaches, hasta fresas para mecanizar los materiales híbridos apilados de CFRP que recubren su fuselaje.

Las fresas de raíz de carburo "árbol de Navidad" o "abeto" terminan de cortar los asientos de los álabes de la turbina: la transición de los álabes de la turbina en el disco de la turbina. Para estas formas, los fabricantes aeroespaciales insisten en tolerancias de 3 μm a 5 μm, un valor que solo se puede lograr con un proceso multifásico. Estos se pueden fabricar en una máquina Two-in-One HELITRONIC VISION 400 L o HELITRONIC POWER 400.

Tras el primer rectificado, se realiza una medición de corrección en un sistema de medición HELICHECK de WALTER que ofrece una precisión y repetibilidad a nivel de micras para escanear muelas, geometrías de herramientas de corte y mucho más. Los ajustes finos se realizan mediante el software de compensación de herramientas de forma (FTC, por sus siglas en inglés) del sistema, lo que garantiza una alta precisión y confiabilidad en el segundo proceso de rectificado.

Cuando se trata de herramientas PCD para aplicaciones aeroespaciales, la mayoría se clasifican en tres tipos. Estas son herramientas que utilizan insertos de PCD fabricados a partir de placas soldadas pulidas, incorporan vetas de PCD o tienen puntas de PCD completas. Las herramientas comunes a la industria aeroespacial son fresas, brocas, avellanadores y fresadoras de compresión.

Tan solo en las alas de los aviones, se colocan cientos de miles de remaches para garantizar la máxima estabilidad, y las brocas de remaches de PCD garantizan orificios precisos y un taladrado sin rebabas. Para estas herramientas, la erosión y el rectificado garantizan la geometría requerida y la precisión de la superficie.

Los materiales CFRP apilados híbridos se utilizan más comúnmente para cubrir el fuselaje exterior de una aeronave. El material suele consistir en una pila de aluminio-carbono-aluminio, y las herramientas de corte con vetas de PCD sinterizadas en un cuerpo de metal duro son ideales para procesarlo.

Al igual que los fabricantes de automóviles, los fabricantes aeroespaciales continúan incorporando nuevos materiales ligeros en sus diseños en un esfuerzo por reducir el peso y aumentar la eficiencia del combustible.  Desafortunadamente, estos materiales presentan desafíos en lo que respecta al mecanizado y requieren herramientas especiales de metal duro y PCD. Estas herramientas, a su vez, plantean retos de rectificado para los talleres que las producen, muchos de los cuales ahora dependen de tecnologías como la combinación de capacidades de EDM y rectificado en la misma plataforma de máquinas y sistemas de medición de UNITED GRINDING.

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