Por Qué las Fresas de Segmento Circular Mejoran la Eficiencia y Calidad en Fresado

Las fresas de bola no han desaparecido, pero el impacto ya ha ocurrido: llega el tsunami de las fresas de segmento circular (barrel mills). Prepárese para conocerlas.

Al fresar superficies 3D de moldes con fresas de bola, los programadores saben que a mayor diámetro, mayor paso entre pasadas (stepover), mejor acabado y menor tiempo de ciclo. Por ejemplo, una fresa de 0,125 pulgadas usa un stepover de 0,022 pulgadas para lograr una altura de escama de 0,001 pulgadas. Una fresa de bola de 0,50 pulgadas permite un stepover de 0,045 pulgadas, más del doble.

Ahora imagine una herramienta con radio de 1 pie (30 cm) dentro de esa cavidad. Si fuera posible, el stepover podría aumentar a 0,31 pulgadas, casi siete veces más rendimiento.

Este escenario improbable es totalmente alcanzable. Las fresas de segmento circular, también llamadas barrel mills, se están convirtiendo en la herramienta preferida para operaciones complejas de superficies en fabricación de moldes, implantes ortopédicos, palas de turbinas de gas y otras superficies de forma libre en aeroespacial y energía.

Como su nombre indica, contienen solo un pequeño segmento del radio que tendría una fresa de bola del mismo tamaño.

Es ese enorme segmento de arco lo que permite aumentar drásticamente el stepover sin sacrificar calidad. Pruebas internas y casos de éxito de fabricantes confirman reducciones de tiempos de ciclo de horas a minutos y mayor vida útil tras adoptar estrategias de corte con barrel mills.

EMUGE Corp. ha sido clave en su popularización, colaborando estrechamente con el proveedor CAM Open Mind y el creador de CNC Software Mastercam para desarrollar las trayectorias de herramienta especiales que requieren.

Tipos de fresas de segmento circular

Existen cuatro formas: barril (barrel), oval, lente (lens) y cónica (taper). Todas requieren máquina CNC de 5 ejes y programación específica. Resumen rápido:

• Estilo barril: Forma de barril de whisky o barril de cerveza. Diseño original, limitado a mecanizar rebajes suaves en paredes verticales, similar a una fresa lollipop pero mucho más rápida.
• Forma oval: Vista lateral parece una bala: punta esférica pequeña que transiciona a un radio mayor por los lados. Forma compacta ideal para acabado de paredes cónicas y fondos adyacentes en variedad de piezas.
• Estilo lente: Parece una fresa de extremo cuadrado convencional pero con una curva suave en el filo. Adecuada para semiacabado y acabado en superficies curvas poco profundas, como cavidades de moldes de inyección plástica.
• Forma cónica: Sección larga y cónica como un lápiz afilado, terminada en un pequeño radio. Esa cono es en realidad un segmento de arco muy grande, lo que la hace la más agresiva en stepover. Para saber si su máquina es capaz, consulte a expertos.

Opinión de los expertos

«Nuestro centro de soporte técnico en Reino Unido lidera esta área con amplia experiencia en aeroespacial y médico, aunque moldes también son candidatos», dice Jacob Rak, ingeniero de aplicaciones en KYOCERA SGS Precision Tools. «Lo que vemos en el mercado: la forma cónica es la más popular. Por eso lanzamos nuestra serie MultiCarb para aceros y superaleaciones y la S-Carb APF-B para no férricos, ambas cónicas, logrando reducciones de ciclo del 90 % o más frente a fresas de bola».

Para respaldar estos esfuerzos, KYOCERA SGS adquirió recientemente un centro de mecanizado DMG Mori de 5 ejes para su Tech Center en Munroe Falls, Ohio, usado para pruebas y soporte a clientes. «Siempre habrá uso para fresas de bola, pero estas herramientas de segmento circular abren muchas oportunidades nuevas», añade Rak.

Dan Doiron, gerente de producto de fresado en EMUGE (West Boylston, Massachusetts), coincide: «Cualquier pieza con grandes superficies barridas —neumáticos, blisks de turbinas— es candidata. La mayor barrera: lograr que los talleres experimenten con una tecnología relativamente nueva. Requiere tiempo de prueba y programación, pero quienes lo hacen no vuelven atrás».

Evan Duncanson, especialista en aplicaciones de fresado en EMUGE, advierte: no todas las máquinas son aptas. «Según blends de superficies y tolerancias, máquinas antiguas o de menor calidad pueden dudar en esquinas cerradas, dejando marcas de testigo. Pero los beneficios son demasiado grandes para ignorarlos».

¿Usa herramientas de segmento circular en su planta o planea hacerlo? Cuéntenos en los comentarios.