Ahorro de costos de mecanizado de titanio con soluciones helicoidales

Cuando el equipo de fabricación de Geospace Technologies estaba buscando una mejor vida útil de la herramienta y un mejor rendimiento en un trabajo de fresado CNC de titanio, recurrieron a Harvey Performance Company y al ingeniero de aplicaciones local Mike Kanigowski para seleccionar algunas fresas de extremo de soluciones helicoidales. Con la ayuda de Mike, Geospace Technologies, dirigida por el programador líder de fresas Tranquilino Sosa, logró un éxito masivo y un gran ahorro en los costos de mecanizado de titanio, lo que los llevó a cambiar completamente su repertorio de herramientas a las fresas de extremo de alto rendimiento de Helical en su taller.

Luchando Con La Vida De La Herramienta

Antes de cambiar a Helical, Geospace Technologies estaba experimentando problemas con la vida útil de la herramienta en un trabajo que requería trayectorias de desbaste y acabado en una pieza de titanio (Ti-6AL-4V). Para su pasada de desbaste, Geospace estaba utilizando una fresa de mango de 3/8” de diámetro y 4 canales de la competencia con un ángulo de hélice de 30° y recubrimiento de TiALN. En las trayectorias de herramientas de desbaste tradicionales, esta herramienta funcionaba a 1750 RPM con una velocidad de avance de 10 IPM. La herramienta tomaría cuatro pasos hacia abajo, tres con una profundidad de corte axial de 0,200" y una pasada final a 0,100" para una profundidad total de 0,700".

Al terminar, el equipo usó una versión de 1/2” de la misma herramienta de la competencia, funcionando a 900 RPM con una velocidad de avance de 8 IPM. Esto requeriría dos pasadas, una a 0,400" de profundidad y la última hasta el fondo de la pieza a 0,700".

Con esta estrategia y herramientas, el equipo creaba piezas de alta calidad en un tiempo de ciclo de 15 minutos y 22 segundos por pieza, pero solo veía que la herramienta de desbaste duraba una media de 60 piezas y la herramienta de acabado unas 120 piezas. Esto estaba causando que los costos de las herramientas fueran más altos de lo que les gustaría y le costaba al equipo un tiempo precioso con cambios frecuentes de herramientas.

Sosa había visto parte del éxito que otros talleres estaban teniendo con el fresado de titanio usando fresas de extremo de Helical Solutions, por lo que se comunicaron con Kanigowski para ver cómo Helical podía ayudarlos a reducir su costo por pieza mientras lograban un acabado aún mejor.

Marcar en Selección de herramienta

Cuando Mike se puso en contacto con el equipo de Geospace, supo que había algunos beneficios inmediatos al cambiar las trayectorias utilizadas en este trabajo. Usando su software ESPRIT, el equipo pudo marcar un nuevo programa usando trayectorias de herramientas de fresado de alta eficiencia (HEM) a través de la tecnología "Profit Milling" de ESPRIT.

Con las trayectorias de herramientas HEM en su lugar, Geospace iba a necesitar nuevas herramientas de alto rendimiento para aprovechar al máximo los ajustes de programación. Después de muchas pruebas y evaluación de varias opciones de la extensa línea de fresas para titanio de Helical, Geospace se decidió por dos herramientas sólidas.

Helical ofrece muchas opciones diferentes para el fresado de titanio en trayectorias HEM. Durante las pruebas, el equipo de Geospace se decidió por la Helical EDP 59424, una fresa de extremo de 3/8” de diámetro, 7 ranuras y radio de esquina. Esta herramienta cuenta con geometría de paso variable y rompevirutas desplazados para una evacuación de viruta óptima, armónicos reducidos y presión de herramienta minimizada, así como el recubrimiento Aplus de Helical para resistencia a altas temperaturas, menor desgaste y mayor vida útil de la herramienta.

Al observar la trayectoria de la herramienta de acabado, Geospace se decidió por Helical EDP 82566, una fresa de extremo cuadrado de 3/8”, 6 canales de la conocida línea de productos HEV-6 de Helical. Esta herramienta presentaba un diseño de paso variable para ayudar a mitigar las vibraciones y dejar un acabado superior. Si bien Helical también ofrece varias herramientas para terminar trayectorias en titanio, durante las pruebas, esta herramienta proporcionó a Geospace el mejor acabado para su geometría de pieza específica.

Experimentando la “Diferencia Helicoidal”

Con las nuevas herramientas implementadas, el equipo de Sosa se acercó a Helical para obtener ayuda para marcar las velocidades y los avances. El equipo técnico de Helical pudo configurarlos en Machining Advisor Pro, una calculadora avanzada de velocidades y avances desarrollada por los expertos detrás de las herramientas de Helical Solutions. Con esta aplicación de "trabajador milagroso" en su arsenal, el equipo pudo ajustar fácilmente sus nuevas herramientas para su grado de material específico, profundidad de corte y configuración de la máquina.

El equipo vio resultados positivos inmediatos y ahorros de costos en este trabajo. Pudieron aumentar sus trayectorias de herramientas de desbaste a 4500 RPM y 157 IPM. La ruta de acabado se mantuvo prácticamente igual, pero resultó en una parte final muy mejorada. En total, el tiempo de ciclo se redujo de 15 minutos y 22 segundos por pieza a 12 minutos y 17 segundos por pieza, lo que fue excelente, pero la mejora en la vida útil de la herramienta fue lo que más impresionó a Sosa.

Con la nueva fresa de extremo helicoidal en el taller, Geospace pudo ejecutar ambas herramientas para 580 piezas con un desgaste mínimo de la herramienta. Esta fue una mejora de casi el 1000 % en la vida útil de la herramienta para sus pasadas de desbaste y una mejora del 483 % en la vida útil de la herramienta para la operación de acabado. En total, una herramienta de desbaste pudo durar más de 42 horas en el corte antes de necesitar ser reemplazado.

Eliminar la necesidad de cambiar la herramienta cada 60 piezas también supuso un importante ahorro de tiempo. Los cambios constantes de herramienta causaban un tiempo de inactividad grave de la máquina, que se eliminó con la mayor vida útil de la herramienta experimentada con las fresas helicoidales. Lo que parece un inconveniente menor realmente sumará docenas de horas en tiempo ahorrado en el transcurso de unos meses para el equipo de Sosa.

Geospace estaba encantado con los resultados que vieron en este trabajo de titanio, ya que nunca habían experimentado una vida útil prolongada de la herramienta en titanio con ninguna otra marca de la competencia. Sosa y su equipo están emocionados de continuar usando el producto Helical Solutions en todos sus otros trabajos en el futuro y de continuar trabajando con Kanigowski y el equipo técnico de Helical en la selección de herramientas, velocidades y alimentaciones en proyectos futuros.

Consulte a continuación un desglose directo del rendimiento de las fresas helicoidales en términos de costos totales y productividad obtenida en comparación con la competencia. Estos números se miden por 1000 piezas, teniendo en cuenta los costos de herramientas, el tiempo de cambio de herramientas, los costos de mano de obra, los parámetros de funcionamiento y los tiempos de ciclo.