La experiencia de Mill-Turn mejora el mecanizado de precisión de microengranajes

Amorphology, una empresa derivada de la NASA, es líder en la aplicación de materiales avanzados y tecnologías de fabricación para la mejora de microengranajes no lubricados para robótica y otras aplicaciones industriales que utilizan metales "amorfos" como vidrios metálicos a granel.

Estos materiales tienen propiedades avanzadas en comparación con el acero, el titanio y el aluminio, por ejemplo, y las patentes de la empresa para varias aleaciones metálicas se basan en el desarrollo de engranajes para el espacio y otras aplicaciones de temperaturas extremadamente frías.

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El s191H pertenece a una familia de centros de mecanizado de fresado-torneado Starrag Bumotec destinados al mecanizado de precisión de piezas a menudo complejas en una sola configuración. Fuente:Starrag

Los metales amorfos son una clase de aleaciones no cristalinas que cortan y astillan de manera diferente a otros materiales, explica la empresa. En su intento por conseguir una máquina herramienta que pudiera producir sus microengranajes, Amorphology realizó pruebas con varios proveedores de máquinas, incluido Starrag, para evaluar la precisión, los tiempos de ciclo y las capacidades generales de las máquinas mientras cortaban una aleación relativamente desconocida.

"Estábamos centrados en encontrar la mejor máquina para satisfacer nuestras necesidades de creación rápida de prototipos, corte de insertos de molde y posprocesamiento", dice Jason Riley, director de operaciones de Amorphology. Al final, la empresa eligió la fresadora-torneadora Bumotec s191H de Starrag.

Después de recibir archivos CAD de los microengranajes prototipo y realizar pruebas de mecanizado utilizando una herramienta de corte desarrollada por Starrag en las instalaciones del fabricante de la máquina herramienta en Suiza y Estados Unidos, se produjeron varios lotes de muestra.

"Estamos buscando piezas de alta precisión con tolerancias que suelen rondar las cinco micras en determinadas dimensiones", explica Riley. “La mayor parte de nuestro trabajo se centra en la creación rápida de prototipos y en cantidades de producción por lotes relativamente bajas, del orden de cientos de piezas por mes.

"Bumotec ofrece capacidades de torneado de laminado que actualmente no tenemos, así como una mayor capacidad de producción", añade. "La máquina complementa nuestras capacidades actuales y proporciona capacidades que no tenemos".

A continuación se muestran ejemplos de los microengranajes producidos en el torno del molino. Fuente:Starrag

Amorphology señala que el Bumotec s191H puede "ofrecer una propuesta de valor única", ya sea mecanizando piezas individuales o produciendo cientos de componentes en un escenario sin luces.

Además de fabricar engranajes para usos aeroespaciales, los engranajes de Amorphology se utilizan en cobots, robots y dispositivos médicos. Por ejemplo, la mayoría de los cobots utilizan engranajes de ondas de tensión; el componente principal es una línea flexible, que es una pieza compleja y de paredes delgadas.

El s191H pertenece a una familia de centros de mecanizado de fresado-torneado de Bumotec destinados al mecanizado de precisión de piezas a menudo complejas en una sola configuración. Con capacidad de barra de 65 mm, alimentador de barra y suministro de refrigerante a alta presión (3 hp), el s191H puede lograr capacidades de mecanizado de ±2,5 micrones dentro de su rango de ejes X, Y y Z de 410 por 200 por 400 mm, cortesía de unidades lineales y alta estabilidad térmica.

Evolucionada del torno-fresador Bumotec s191 de Starrag, la versión 191neo ofrece capacidades de rendimiento adicionales que incluyen un tiempo de cambio de herramienta un 15% más rápido, un movimiento de retroceso un 12% más rápido y un husillo de fresado con un par de torsión más alto (175 Nm). Esta plataforma de máquina multitarea con husillo de eje B ofrece almacenamiento de hasta 90 herramientas en su sistema de cambio automático de herramientas. El modelo que se muestra aquí estuvo expuesto en IMTS 2022 y demostró el mecanizado de jaulas espinales completas a partir de polímero de polieteretercetona (PEEK). Fuente:PM

Además, su husillo principal se complementa con un subhusillo que puede girar tanto en plano horizontal como vertical para permitir rutinas multitarea. Las opciones del almacén de herramientas se extienden hasta 90 bolsillos en una máquina que tiene velocidades de desplazamiento rápido de 50 m/min y una velocidad de husillo de 30.000 rpm (40.000 rpm es una opción) que también contribuyen a sus rápidos tiempos de ciclo.

Muchas de las piezas de cobots, robots y dispositivos médicos de Amorphology se pueden fundir o moldear por inyección, pero en ocasiones estas micropiezas deben posprocesarse para alcanzar tolerancias más altas. Starrag Bumotec se especializó en el diseño de máquinas para la industria relojera suiza y, como resultado, las máquinas son expertas en producir engranajes de tamaño micro y de alto valor. Amorfología proyecta que la Bumotec s191H mecanizará microreductores sin lubricación.

La empresa también apreció los resultados y, en conversaciones con Starrag sobre cómo ambas organizaciones podrían cooperar, se acordó que Amorphology presentaría la máquina Bumotec en sus instalaciones de Pasadena, California, para que la vieran los clientes de ambas empresas.

En el centro de demostración, se puede ver la máquina produciendo una variedad de piezas que incluyen engranajes, inserciones de moldes, vidrios metálicos a granel y piezas de producción de metal tradicional.

Greg Dunkley, vicepresidente de ingeniería de precisión de Starrag Bumotec, afirma:"El establecimiento de un entorno de laboratorio para mostrar la precisión, la calidad y las capacidades del Bumotec s191H permitirá a los ingenieros aeroespaciales y de defensa experimentar este mecanizado en tiempo real que podría utilizarse en sus operaciones de fabricación".