6 puntas de mecanizado de alta velocidad para fresado de aluminio

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Publicado en agosto. 30, 2019, | Fabricación rápida de WayKen

La industria moderna necesita piezas hechas muy rápido. La demanda de prototipos rápidos o piezas personalizadas aumenta cada mes. Los clientes quieren que sus pedidos sean más rápidos y necesitan que los componentes tengan más precisión que antes. Una de las aleaciones más extendidas para la producción moderna es el aluminio, aparentemente el mejor material que puede existir. Es ligero, fuerte, duradero y resistente a la corrosión. Es por eso que se desarrollan rápidamente nuevas estrategias de fresado de aluminio.

Uno de los modernos y exitosos métodos de fresado de aluminio CNC se denomina mecanizado de alta velocidad. La principal diferencia con respecto al fresado convencional es que las velocidades del fresado de alta velocidad son considerablemente más altas y, con ellas, los maquinistas pueden aumentar los avances de corte. Como resultado, el fresado de aluminio con HSM es muy ventajoso en varias formas inesperadas. Esto es lo que ganará al elegir las estrategias de HSM para aluminio en lugar de utilizar el fresado convencional.

La eficiencia es mucho mayor

Al aumentar la velocidad de corte hasta 3 veces más rápido que el fresado de aluminio convencional, es posible aumentar los avances hasta 2 veces (en los casos de aleaciones de aluminio más blandas). Hasta donde sabemos, los avances de mecanizado son los parámetros que definen la productividad de todo el proceso de fresado. Dicho esto, la eficiencia del mecanizado de alta velocidad puede ser mucho más comparada con el fresado convencional. La maquinabilidad del aluminio hace posible aumentar las velocidades de revolución del husillo hasta 18000 rpm y más, lo que hace que las tasas de eliminación de material sean aterradoras.

Estas tasas de eliminación de material hacen que los servicios de mecanizado de aluminio que utilizan estrategias HSM para aluminio sean una oferta muy lucrativa para las industrias automotriz y aeroespacial. En el primer caso, los prototipos de automóviles requieren una gran cantidad de eliminación de material, preferiblemente con la menor cantidad posible de configuraciones de fresado. En el segundo caso, hay muchas piezas largas y grandes que tienen cavidades profundas (deben ser livianas, por lo que en su mayoría se mecanizan en un conjunto de nervaduras que se cruzan) y paredes delgadas, además, las aleaciones de aluminio son lo que los aviones y cohetes consisten en hasta un 80%.

La temperatura del corte

Se ha comprobado que la temperatura de corte cambia con el aumento de la velocidad. Al principio, a medida que crece la velocidad, también lo hace la temperatura. Sin embargo, a medida que avanzamos, la temperatura comienza a bajar drásticamente hasta que, en algún momento, deja de importar. El aumento de la velocidad de corte solo reducirá la temperatura en un grado mínimo. Esta transición es lo que significa HSM. Por ejemplo, al fresar aluminio a 300-500 m/min, las temperaturas pueden alcanzar los 600-800 grados. Sin embargo, si aumentamos la velocidad hasta 1200, la temperatura baja a menos de 200 grados, y es de apenas 150 grados a 1800 m/min. A partir de ese momento, cortar más rápido no tiene sentido.

¡Solo considere, solo 150-200 grados! Sin cambios en las propiedades del material en el área del corte debido al procesamiento térmico local, sin aumento de grano de metal y demandas de enfriamiento mucho menores. Una buena ventaja, diría yo.

Las herramientas viven más

Puede parecer extraño porque la velocidad de corte es mayor y, por lo tanto, el desgaste de la herramienta también debe serlo, pero si comparamos la cantidad de material que cortan las herramientas de corte de aluminio en HSM con el fresado convencional en lugar de la vida útil de la herramienta en minutos, Veremos que la diferencia es evidente y habla a favor del fresado de aluminio de alta velocidad. ¿Cuál es la razón de una vida prolongada de la herramienta? Primero, la temperatura de corte es más baja y eso significa que la resistencia del material de la herramienta es más alta. Entonces, el ancho de la viruta durante el fresado a alta velocidad es mucho más bajo (la herramienta gira más rápido y logra cortar una viruta más delgada incluso a pesar de los mayores avances).

Además, al mecanizar aluminio, uno de los principales problemas es que es tan blando que se pega a los bordes cortantes de la herramienta durante el procesamiento. Esto reduce el afilado de la herramienta y aumenta las fuerzas de corte, por lo que disminuye la vida útil de la herramienta. Pero eso no sucede a altas velocidades. El aluminio acaba de salir.

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La precisión del fresado de aluminio a alta velocidad

Todos pensamos que los avances más altos hacen que el acabado de la superficie de aluminio sea más bajo porque el filo de la herramienta se desplaza más mientras que la herramienta puede girar y cortarlo. Generalmente, esto da como resultado una viruta más ancha, una mayor fuerza de corte y un peor acabado superficial. Sin embargo, en HSM a pesar de que el avance es grande, la velocidad de la herramienta es mayor, por lo que la viruta es más fina que en el fresado convencional. Además, la vibración es menor debido a una menor fuerza de corte.

Ángulo de enganche constante de la herramienta

Uno de los principales problemas al fresar cavidades de piezas con fresas frontales tiene que ver con la fabricación de ángulos de alojamiento. La fresa frontal debe girar 90 grados para producir la cajera y en ese momento, el material que tiene que cortar se duplica (de ambos lados de la cajera). Esto da como resultado un aumento local en la fuerza de corte y es muy malo para la vida útil de la herramienta y la precisión de la pieza. Sin embargo, el fresado de aluminio HSM tiene una serie de estrategias de generación de trayectorias de herramientas predeterminadas que incluyen un ángulo de acoplamiento constante de la herramienta. Eso significa que la herramienta se acerca gradualmente al ángulo mientras mecaniza todo el material a su alrededor en una trayectoria circular. De esa forma, la fuerza de corte permanece constante y también la precisión. además, se prolonga la vida útil de la herramienta.

Uso de refrigerante

Algunas estrategias de HSM para el mecanizado de aluminio no utilizan refrigerantes en absoluto. Quiero decir, el mecanizado a 200 grados apenas requiere enfriamiento tanto del material como del cortador. Sin embargo, algunas operaciones extremadamente precisas todavía usan refrigerantes para aumentar la calidad de la pieza, pero la cantidad de refrigerante es mucho menor en comparación con el mecanizado convencional. Algunos procesos de fresado de aluminio de alta velocidad utilizan la denominada cantidad mínima de lubricación. La cantidad de refrigerante administrada es suficiente para formar una película delgada que reduce la fricción y ofrece algo de enfriamiento.

Por lo tanto, es bastante evidente que el fresado de aluminio de alta velocidad es una forma innovadora y productiva de fabricar piezas personalizadas, prototipos, lotes pequeños y otros conjuntos hechos de aleaciones de aluminio. Con el mecanizado de alta velocidad, obtendrá mejores precios y pasará menos tiempo esperando que se complete su pedido.