El papel crucial de los fluidos de corte en el mecanizado de precisión

El mecanizado de precisión requiere máquinas CNC que sean estructuralmente rígidas y bien mantenidas, herramientas de corte de alta calidad y, usualmente, fluidos de corte. Los fluidos de corte son una de las partes más subestimadas de un proceso de mecanizado exitoso y sin embargo juegan un papel importante tanto en eficiencia como en calidad. Sin embargo, también crean desafíos que el taller de máquinas debe abordar.

Razones por las que los talleres de mecanizado de precisión usan fluidos de corte

El fluido de corte se dirige al punto donde la herramienta de corte está removiendo material de la pieza de trabajo. Cortar el metal genera mucho calor, la mayor parte del cual va a la viruta, y el balance a la herramienta misma. El fluido de corte enfría la interfaz herramienta-pieza de trabajo, lo que tiene varios beneficios:

• Previene que las virutas se peguen a la herramienta de corte
• Reduce el choque térmico sufrido por la herramienta (un problema particular en cortes interrumpidos)
• Mantiene la pieza de trabajo lo suficientemente fresca para evitar oxidación
• Minimiza la expansión de la herramienta de corte

Juntos, estos reducen el desgaste de la herramienta y aumentan la vida de la herramienta. Esto previene el mal acabado superficial que resultaría en la pieza. Además, mantener la herramienta fresca minimiza la expansión, lo que resulta en menos variación dimensional entre piezas mecanizadas. Un beneficio adicional es que una interfaz de corte más fresca permite remoción de metal más rápida.

Otras funciones realizadas por el fluido de corte son: lubricar el proceso de corte, remover virutas y dejar un recubrimiento preventivo de óxido en la pieza de trabajo.

La lubricación reduce las fuerzas de corte, lo que permite velocidades y avances más altos. La remoción de virutas es importante porque de otro modo podrían marcar la pieza de trabajo o impedir la capacidad de la máquina para mover la herramienta a una posición particular. En rectificado, el refrigerante ayuda a mantener la rueda libre de residuos.

Tipos de fluido de corte

Los talleres de máquinas pueden elegir entre cuatro tipos. Estos son:

• Aceites minerales
• Fluidos solubles en agua
• Aire/otros gases
• Pastas sólidas

Para cada uno de estos, los fabricantes ofrecen una amplia gama de formulaciones. Un taller de mecanizado de precisión típicamente intentará combinar el fluido con el metal que cortan y los tipos de mecanizado que hacen.

Los aceites minerales son buenos para lubricación y resistir alta presión pero generalmente no hacen un buen trabajo de remoción de calor. Los fluidos solubles en agua proporcionan mejor enfriamiento pero son menos efectivos como lubricantes.

En algunas operaciones de mecanizado, basta con dirigir un chorro de aire a la interfaz. El magnesio es un metal donde se hace esto. Algunos maquinistas incluso soplan freón o CO2 para bajar temperaturas.

Las pastas sólidas se usan en operaciones de corte especializadas, notablemente, roscado o roscado.

Problemas causados por los fluidos de corte

El mayor problema con los refrigerantes líquidos es la niebla que entra en el aire. Esta es fácilmente inhalada por personas trabajando cerca, incluso alrededor de máquinas CNC cerradas. Como el fluido de corte contiene biocidas para prevenir acumulación bacteriana, es potencialmente muy dañino.

Otros problemas son derrames, olores y limpieza de máquinas. Los derrames usualmente resultan de fluido goteando de las piezas cuando se sacan de la máquina. Necesitan limpiarse para prevenir accidentes, y si se dejan pueden producir rápidamente olores que dan a los talleres de máquinas su aroma característico.

Los sistemas de fluido de corte integrados en herramientas de máquina necesitan mantenimiento regular. Los filtros deben sacarse y limpiarse o reemplazarse regularmente, y las virutas recolectadas también deben removerse. La disposición de virutas es en sí un problema ya que la contaminación por fluido de corte limita opciones de reciclaje.

Mecanizado con refrigerante mínimo y en seco

Para evitar los problemas con los fluidos de corte, algunos talleres de máquinas intentan usar el mínimo necesario mientras otros prescinden completamente. Las técnicas de refrigerante mínimo dependen de proporcionar una niebla suficiente para bajar temperaturas, en parte a través de evaporación. Esto ayuda pero necesita control preciso y aún plantea algunos desafíos de salud y ambientales.

La alternativa es mecanizar en seco. Esto es factible con la tecnología de mecanizado de precisión adecuada, aunque a menudo requiere tasas de remoción de metal más bajas. El cambio principal es usar herramientas de corte que puedan manejar temperaturas mucho más altas, y para cortes interrumpidos, choque térmico. Materiales de herramienta adecuados son nitruro de boro cúbico, diamante policristalino, cerámicas y algunos carburos especializados.

Los fluidos de corte en el corazón del mecanizado de precisión

Obtener trabajo consistentemente de alta calidad del mecanizado CNC depende de gestionar el calor en la interfaz herramienta-pieza de trabajo. La mayoría de talleres de mecanizado de precisión lo hacen a través de una cuidadosa elección de los fluidos de corte que usan: otros han adoptado mecanizado en seco, con los intercambios que eso implica.

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