Mejorando Vida de Herramienta y Escalabilidad: Innovaciones Modernas de Mecanizado para Componentes de Turbinas

Con componentes de turbinas más grandes, comparados con automotriz y aeroespacial, más desafíos de ensamblaje, nuevas tecnologías de mecanizado están ganando popularidad. Las técnicas convencionales de fresado y brochado en mecanizado de palas de turbina, con sus altos costos de herramienta y problemas de flujo abrasivo, se están desvaneciendo rápidamente, ya que los métodos de ensamblaje modernos continúan llevando las tolerancias de mecanizado a nuevas alturas. Se necesita más precisión para el proceso de apilamiento, por lo que las empresas recurren a nuevas técnicas como el mecanizado electroquímico (ECM) como un método escalable para producción de disco individual a pala y rotor.

Hoy, el ECM es un medio viable de producción, especialmente cuando están involucrados materiales como Inconel, ya que produce una salida libre de residuos de componentes de precisión. Ninguna herramienta toca la pieza, las propiedades del material permanecen inalteradas, la deformación o tensión del material se elimina y no hay necesidad de operaciones de acabado secundarias, en la mayoría de los casos.

La tecnología ECM, para quienes no estén familiarizados, involucra la disolución anódica de metal en un ambiente altamente controlado. Todos los tipos de sustratos metálicos pueden ser sometidos a ECM, lo cual tiene ventajas particulares en el trabajo de materiales de alta aleación, basados en níquel o titanio, así como materiales preendurecidos. Como proceso sin contacto sin aporte de calor al sustrato, el ECM no produce desgaste de herramienta, tensión mecánica superficial, microfisuras ni necesidad de desbarbado.

En el proceso ECM, se mantiene mejor paralelismo, con un tiempo total más rápido a pieza. Con avances recientes en químicas de fluido, la preocupación de larga data sobre materiales carcinógenos se ha minimizado. La demanda de máquinas para esta categoría ha aumentado cuatro veces en los últimos dos años.

Es un momento emocionante en el sector energético, ya que los jóvenes ingenieros que entran al campo están aceptando esta nueva tecnología e impulsando su implementación en muchas áreas de producción.

Desde un punto de vista práctico en la planta, el equipo ECM tiene virtualmente ningún desgaste de herramienta, ocupa una huella más pequeña y no produce impacto superficial en la pieza (otro concepto erróneo del pasado). El resultado ha sido un rápido aumento en el uso de ECM por ambos sectores energético y aeroespacial, donde piezas de trabajo más grandes a menudo presentaban desafíos considerables para las técnicas convencionales de fresado y brochado usadas en la industria.

El ECM ahora ofrece al mercado una solución competitiva para producción de piezas a un costo total menor. Con el crecimiento de requisitos de palas en todos los sectores del mercado energético, desde gas hasta solar e hidroeléctrico, hay una transición notable ocurriendo desde la vieja solución fresado/brochado a técnicas de manufactura alternativas como ECM, una tendencia que esperamos continúe.

Además, el crecimiento de cajas de cambios grandes en la industria para bombeo de petróleo, gas y agua están impulsando un aumento en máquinas de roscado, especialmente las verticales invertidas, que permiten un flujo de viruta óptimo.
A medida que el costo se convierte en un desafío continuo, más automatización logrará niveles de calidad más altos, además esta automatización permitirá que esos niveles de calidad se mantengan en corridas de menor cantidad con contención de costos, debido al ahorro de mano de obra.

Las celdas de trabajo están haciendo algunas incursiones en el proceso de manufactura en la mayoría de las empresas de equipos relacionados con energía y sus socios de cadena de suministro. Esta tendencia requerirá una nueva mirada a la recopilación de datos basada en la nube, desarrollo de aplicaciones personalizadas para rastrear datos de producción y tecnología edge, el puente de rápido surgimiento entre esa recopilación de datos y la nube, con énfasis particular en ciberseguridad e intercambio de datos.

Complementando esta tendencia estará la necesidad aumentada de controladores avanzados de máquina y línea para la recopilación paralela de información y la integración de robótica, mecanismos de transferencia y otra automatización. Además, a medida que la calidad de herramienta en el mercado continúe mejorando, mejores avances y velocidades resultarán, independientemente de las técnicas de mecanizado usadas.