Controlar los costes de mecanizado cerámico para la innovación futura

Aumentan las exigencias para abaratar el mecanizado, ya que las cerámicas técnicas entran al mercado con nuevas aplicaciones.

La percepción general en la industria es que los costes de mecanizado son demasiado altos y probablemente el mayor freno para la ingeniería cerámica.

En este artículo nos centramos en 3 aspectos para reemplazar materiales convencionales por cerámicas y mejorar el rendimiento de un componente:

• El alto coste del mecanizado
• Controles de coste de mecanizado, y
• Desarrollos futuros de las cerámicas.

1. El alto coste del mecanizado es el mayor problema

Al igual que materiales no cerámicos, las cerámicas técnicas requieren mecanizado a forma y tamaño específico para su aplicación. La mayoría encuentra que el alto coste de componentes cerámicos se relaciona directamente con el coste del mecanizado.

Al pasar de prototipo a cantidad de producción, la ingeniería cerámica necesita mayor innovación.

Esto se debe a que, al nivel tecnológico actual, el rectificado con muela de diamante es el único método para mecanizar cerámicas técnicas, lo cual no es rentable en general.

Para asegurar rentabilidad, son necesarias formas innovadoras de aplicar el rectificado con muela de diamante para cantidades de producción.

2. Cómo controlar los costes de mecanizado

Varios métodos pueden usarse para controlar costes al mecanizar cerámicas técnicas:

• Permitir la menor cantidad de material para mecanizado en preformas near-net shape;
• Reducir el número de configuraciones (setups) mecanizando diferentes lotes a la vez en modo producción;
• Usar datos de rectificabilidad para optimizar y estandarizar parámetros de rectificado.

La clave para entender el proceso de rectificado con muela de diamante será la clave para reactivar el motor del éxito de las cerámicas técnicas como material de elección.

Los costes de mecanizado deberían bajar naturalmente al aumentar el volumen, y más innovación permitirá reducirlos aún más.

3. Desarrollos futuros de las cerámicas

Hablemos de los últimos logros y tendencias en materiales cerámicos en distintos campos.

3.1 Materiales cerámicos hospedadores de láser de estado sólido

Los materiales láser cerámicos policristalinos ganan importancia en desarrollo de láseres de estado sólido bombeados por diodo.

Comparados con monocristales, ofrecen ventajas en facilidad de fabricación, forma, tamaño y control de concentraciones de dopante.

Los láseres cerámicos policristalinos tienen enormes aplicaciones potenciales: teledetección e investigación de exploración espacial. También son potencialmente mucho más baratos que sus homólogos monocristalinos por tiempo de fabricación más corto y potencial de producción en masa en tamaños grandes.

3.2 Cerámicas en la industria aeroespacial

Las cerámicas se usan en aeroespacial porque son más ligeras que metales, permitiendo mayores velocidades, menor consumo de combustible, mayores cargas útiles y más tiempo en espacio para vehículos de exploración.

La resistencia a alta temperatura permite que motores de aviones comerciales y militares funcionen más calientes, reduciendo emisiones, y es crítica para cúpulas y radomos en sistemas de armas que operan en condiciones extremas.

El aislamiento eléctrico es necesario para evitar interferencias electromagnéticas con la instrumentación a bordo y comunicaciones entre piloto y control terrestre.

3.3 Baldosas cerámicas

La demanda de baldosas cerámicas se debe al crecimiento de construcción e infraestructuras. El fuerte crecimiento en economías emergentes (India, China, Brasil, Sur de Asia) impulsará el mercado futuro.

La creciente industrialización y urbanización también aumenta demanda de edificios comerciales y residenciales en economías emergentes.

Eso es todo sobre costes y desarrollos de ingeniería cerámica. Esperamos que sea útil. No dude en dejar su comentario si tiene preguntas.

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