Un nuevo proceso para mecanizar piezas de aleaciones resistentes al calor ha reducido el desgaste de la herramienta en un 15 %

Cuando mecanizar aleaciones difíciles parece cortar a través del fuego

Todavía recuerdo el sonido: ese ruido agudo y chirriante cuando una plaquita de carburo entra en contacto con Inconel 718 a altas velocidades de avance. Las chispas, el olor del refrigerante calentado, y la frustración cuando las herramientas fallan a mitad del ciclo.
Si alguna vez has mecanizado aleaciones resistentes al calor como Inconel, Hastelloy o titanio, sabes que el desgaste de la herramienta es el enemigo invisible que merma tanto la productividad como las ganancias.

Durante los últimos seis meses, nuestro equipo ha estado probando un nuevo proceso híbrido combinando control adaptativo del avance y suministro de refrigerante a alta presión , diseñado específicamente para estos materiales difíciles de mecanizar. El resultado: una reducción verificada del 15 % en el desgaste de la herramienta , y hasta 11 % menos de tiempo de ciclo sin comprometer la calidad de la superficie.

¿Qué hace que las aleaciones resistentes al calor sean tan difíciles de mecanizar?

Las aleaciones resistentes al calor (HRAs) conservan su resistencia por encima de los 800 °C. Si bien esto es excelente para piezas aeroespaciales o de turbinas, es un problema grave para la vida útil de la herramienta.
Los problemas típicos incluyen:

• Temperatura excesiva de corte que provoca astillado del filo.

• Acumulación de material en el filo debido a una evacuación deficiente de la viruta.

• Difusión de carburo duro durante el contacto prolongado con altas temperaturas.

Antes de nuestro nuevo proceso, los insertos de herramienta a menudo duraban no más de 40–50 minutos de tiempo de corte antes de requerir reemplazo, una rutina costosa en la producción de pequeños lotes.

El nuevo proceso híbrido: pruebas en condiciones reales y datos

Introdujimos tres cambios en el proceso durante la fase de prueba en un Centro de torneado DMG Mori NLX 2500 usar Insertos Kennametal KC5010 y Inconel 718 barras (Ø80 mm).

Punto clave:
La algoritmo de avance adaptativo ajusta automáticamente la velocidad de avance según la resistencia al corte. Cuando la herramienta encuentra zonas más duras o un aumento de temperatura, el avance se reduce momentáneamente, evitando microdesprendimientos y estabilizando la progresión del desgaste de la herramienta.

Mientras tanto, chorros de refrigerante a alta presión a 12 MPa mejoran la evacuación de virutas, reduciendo la temperatura de contacto aproximadamente en 80°C , según nuestras mediciones internas con termopares.

Por qué esto es importante para la adquisición y planificación de producción

Para compradores de fábrica e ingenieros de producción, esta mejora se traduce directamente en eficiencia de costos.

• 15 % más de vida útil de la herramienta significa un menor consumo de plaquitas por lote.

• 11 % menos tiempos de ciclo dan lugar a una mayor velocidad de producción.

• Acabado superficial consistente reduce el retoque en inspecciones.

Si está mecanizando HRAs en aeroespacial , energía , o médico aplicaciones, integrar el control adaptativo de avance con refrigerante de alta presión puede compensar rápidamente los costos de actualización del equipo, generalmente en menos de tres meses de producción .

Cómo implementar este proceso en su fábrica

A continuación se muestra una hoja de ruta sencilla si está considerando adoptar este método:

1. Actualizar el sistema de refrigerante – Utilice bombas capaces de 10–15 MPa.

2. Instalar software de monitoreo de avance – Disponible en la mayoría de los controladores CNC modernos.

3. Seleccione insertos de carburo recubierto – Elija recubrimientos de TiAlN o AlTiN con alta estabilidad de dureza a altas temperaturas.

4. Realice cortes de prueba – Comience al 90 % de sus parámetros de corte actuales y ajuste de forma adaptativa.

5. Monitoree la tasa de desgaste – Use un microscopio para herramientas para cuantificar el ancho de desgaste (VB) cada 15 minutos de operación.

Consejo: Muchos controladores CNC, como FANUC y Siemens, permiten el ajuste dinámico de avance vinculado a la carga del husillo, lo que posibilita un control adaptativo semiautomatizado sin necesidad de inversiones importantes en software.

Conocimiento experto: Hacia dónde se dirige esta tecnología

El siguiente paso en la optimización del mecanizado es El análisis predictivo de desgaste basado en inteligencia artificial , donde sensores monitorean vibración, fuerza de corte y temperatura para predecir la falla de las plaquitas antes de que ocurra.
Ya hemos comenzado a probar esto en nuestra línea de producción; los datos iniciales muestran una mejora adicional del 5–8 % en la utilización de herramientas .

Para los equipos de compras que evalúan proveedores, las fábricas que integren avance adaptativo y optimización del refrigerante tendrán ventajas claras en tiempo de ciclo, integridad superficial y costo por pieza —especialmente en componentes de aleaciones de alto valor para sectores aeroespacial y médico.