Conceptos básicos de la muela abrasiva:¿qué hay en una muela?

David Goetz, ingeniero de aplicaciones, Norton | Abrasivos Saint-Gobain

Muchos fabricantes hoy en día usan abrasivos en alguna parte de su proceso. De hecho, sin abrasivos nuestros aviones no volarían, nuestros autos no conducirían y la lista continúa. Ya sea para fabricar cojinetes de precisión, desmontar soldaduras en una obra de construcción, rectificar cigüeñales o pulir un molde de inyección utilizado para fabricar electrodomésticos, los abrasivos están en todas partes y uno de los productos abrasivos más utilizados es la muela abrasiva.

ABRASIVOS:UNA PERSPECTIVA HISTÓRICA

¡Los abrasivos, incluso en su forma más rudimentaria, han existido desde que el hombre ha estado haciendo cosas!

• Usar una piedra para dar forma a otra se remonta a la Edad de Piedra
• Hace 7000 años, los chinos usaban conchas marinas trituradas pegadas al pergamino para pulirlas
• El uso de piedras de molino para triturar cereales se remonta al año 200 a.C.
• En el siglo X, las piedras de moler se usaban para fabricar espadas, escudos, arados y herramientas

Hoy en día, los abrasivos modernos han evolucionado hasta convertirse en productos técnicos muy sofisticados, que se utilizan para fabricar componentes muy complejos fabricados con algunas de las aleaciones y materiales más resistentes que se conocen.

Pero, ¿qué sabemos realmente sobre ellos?

¿QUÉ HAY EN UNA RUEDA?

Las muelas abrasivas, independientemente de su fabricante, se componen de tres componentes principales:

Un Grano Abrasivo

• El óxido de aluminio, el carburo de silicio, la zirconia, la alúmina cerámica, el cBN o el diamante son los más comunes

Un agente de unión

• Vitrificado:unión similar al vidrio 
• Orgánico:resina u otro agente

Aire/Espacio Vacío

• Vacíos o porosidad (natural o inducida)

Si la rueda es un superabrasivo, el segmento abrasivo real (Diamante o cBN) se montará en un cubo o núcleo para formar la rueda.

Materiales del cubo de rueda

• Acero, aluminio, fibra de carbono, baquelita, etc.

¿CÓMO SE FABRICAN LAS MUELAS?

Cuando hablan con un fabricante de muelas abrasivas, muchos usan la analogía de que hacer una muela abrasiva es como hornear un pastel y, en su forma más simple, así es exactamente como se hace.

Cuando un panadero recibe un pedido de un pastel, mira la receta y mide los ingredientes. Se mezclan los ingredientes húmedos y secos para hacer la masa, y una vez mezclados, se vierte la mezcla en un molde y se mete el molde al horno para hornear. Una vez cocida la masa, desmoldan la tarta, la limpian, la terminan y la envían al cliente.

Cuando un fabricante de muelas abrasivas recibe un pedido de muelas, ya sea que las fabriquen en stock o a pedido de un cliente en particular, siguen un proceso casi idéntico, aunque mucho más industrializado. El proceso de fabricación comienza con un pedido de una rueda en particular. La especificación indica qué granos abrasivos y productos químicos de unión van en las ruedas, y el tamaño les dice cuánto de cada uno se requiere. Estas materias primas luego se mezclan en una gran mezcladora industrial, muy similar a la mezcla de mortero o cemento. Una vez que alcanza la consistencia requerida, la mezcla se traslada a las prensas de moldeo donde se mide, moldea y prensa en ruedas en un estado muy crudo o verde. Estas ruedas verdes luego se cargan en un horno y se queman para hornear o curar la rueda en un producto de molienda áspero, pero utilizable. Cuando las ruedas se enfrían, se trasladan a un área de acabado donde se limpian, se inspecciona la calidad y la seguridad, se equilibran, se graban, se empaquetan y finalmente se envían al usuario final.

ROMPIENDO EL CÓDIGO:CÓMO DESCIFRAR LAS ESPECIFICACIONES DE UNA RUEDA RECTIFICADORA

Muchos de los que trabajan con muelas abrasivas todos los días no suelen pensar en las especificaciones ni en lo que está estampado en el costado de la muela, solo se aseguran de que lo que hay en la muela coincida con lo que requiere la operación para que la muela incorrecta no se monte accidentalmente y/o usado.

Para aquellos que fabrican muelas abrasivas y tienen la tarea de optimizarlas, hay mucha información provista en una especificación de muela. Si sabe cómo descifrar el código y descifrar lo que significa la información de especificaciones, se puede determinar casi todo lo que hay que saber sobre esa rueda en particular.

Aunque cada fabricante de muelas abrasivas tiene su propia lista de granos y aglomerantes abrasivos, y no existe un estándar industrial establecido o un requisito para seguir un formato establecido, el "Sistema de marcado", tal como lo conocemos, se ha establecido por convención. Echemos un vistazo a la especificación de una muela abrasiva y descifremos qué significa cada parte.

32A46-I8VBE

32A 46-I8VBE:la primera parte de la especificación identifica qué es el grano abrasivo. Cada fabricante tiene su propia lista de abrasivos, pero en general, una 'A' es óxido de aluminio, una 'B' indica cBN, una 'C' indica carburo de silicio, una 'D' es para diamante y una 'Z' denota un grano abrasivo de zirconio. Donde las cosas se complican es cuando se menciona una cerámica o una mezcla de cerámica. Aquí es donde cada fabricante a veces puede ser un poco creativo.

32A46 -I8VBE:la segunda parte de la especificación identifica el tamaño del grano abrasivo. En términos generales, el rango de tamaño de grano abrasivo para muelas abrasivas oscila entre grano 12 para operaciones de pulido basto, como las que se encuentran en las acerías, y grano 220 para operaciones de pulido muy fino/de precisión.

Nuevamente, no existe un estándar de la industria, pero en términos generales:

• Granos gruesos de 12 a 24
• Granos medianos de 30 a 70
• Granos finos de 80 a 220 (y más finos)

32A46-I 8VBE:la tercera parte del sistema de marcado identifica el grado o la dureza de la rueda. El sistema de marcado utiliza letras entre la A y la Z o la ZZ para indicar la dureza de la rueda. Cada fabricante puede usar el mismo sistema de marcado, pero esto no significa que el grado particular de cada fabricante sea el mismo. Norton puede tener una rueda de rango medio marcada como grado "J", y otro fabricante también puede marcar su rueda como grado "J", pero eso no significa que tendrán la misma dureza o actuarán de la misma manera. En general, solo significa que ambas son ruedas de gama media.

Para referencia:

• Los grados blandos van de D a H
• Las calificaciones medias van de la I a la P 
• Las calificaciones duras van de la Q a la Z 

32A46-I8 VBE:este número, el cuarto elemento del sistema de marcado, a veces se omite. Este número representa la estructura de la rueda. La estructura es una medida del espaciamiento relativo del grano o la porosidad de la rueda. Cuanto mayor sea este número, más abierta o porosa será la rueda. Cuanto menor sea este número, más densamente empaquetados estarán los granos en la rueda. En el caso de que se omita este número, consideramos que es una estructura '8', que se considera el valor "normal" o estándar.

32A46-I8VBE – La parte final de la especificación identifica qué tipo de unión se usa en la rueda y qué modificadores, si los hay, se han agregado. Los valores más comunes son 'B' para enlaces resinoides, 'R' para caucho y 'V' para enlaces vitrificados. En el caso de que haya varios bonos disponibles para un tipo determinado, como suele ser el caso en el grupo de bonos vitrificados, esta parte del sistema de marcado indicará qué bono en particular se usa del grupo.

Para muchas personas, las muelas abrasivas son un misterio. Pero como con la mayoría de las cosas, cuando las descompone en sus componentes y observa lo que realmente son, puede abrir el telón y ver las muelas abrasivas por lo que son:herramientas de corte multipunto utilizadas en la fabricación de precisión.

Aparecido anteriormente en la página de recursos de Norton Abrasives.