MECANIZADO DE COMPOSITES
El mecanizado de composites es completamente diferente del mecanizado convencional de metales. Es más, se puede decir que el mecanizado de cada tipo de material compuesto es distinto. Los materiales compuestos constan de dos materiales con características distintas, que se combinan en un material nuevo cuyas propiedades no se consiguen con uno solo de los materiales primarios que lo forman.
La acción de corte en los composites es bastante distinta de la que se obtiene en los metales. El filo de corte no genera la viruta mediante cizallamiento como en la mayoría de los metales, sino por rotura del material compuesto, cortando la matriz al tiempo que se fracturan las fibras de refuerzo en el proceso.
Consumo creciente en la industria.
En la actualidad, el mayor consumo de composites se produce como material estructural en los sectores aeroespacial, de automoción deportiva y de energía eólica. En el caso de las estructuras aeroespaciales el objetivo es conferirles rigidez, resistencia y duración. Los materiales compuestos ofrecen una excelente relación resistencia-peso y se pueden modelar con perfiles complejos. Comparado con el aluminio, el plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP) presenta normalmente una resistencia a la tracción 14 veces mayor, una expansión térmica 19 veces menor, una rigidez 5 veces mayor y todo ello con un peso que es prácticamente la mitad. No obstante, el CFRP y sus muchos derivados son también más difíciles de mecanizar en todas sus clases.
Las ventajas se acumulan.
El taladrado de CFRP con paquetes de aluminio o titanio se ha convertido en una tarea habitual en los sectores aeroespacial y de automoción deportiva. Un material compuesto laminar consta de una serie de láminas apiladas y cementadas de forma que la orientación de la resistencia varíe de una capa a la siguiente. El taladrado en estos materiales resulta una tarea difícil porque en la entrada y en la salida del agujero el material se puede astillar e incluso separarse en sus distintas capas (exfoliación). Para conseguir el acabado superficial deseado es necesario conseguir una acción de corte satisfactoria entre las capas de fibra y la matriz, en parte debido a las variaciones que presentan las propiedades de los materiales de CFRP.
Es obvio que la herramienta de corte también necesita ser capaz de mecanizar correctamente estos dos materiales tan distintos. En el taladrado, las velocidades de corte de entre 100 y 200m/min. son corrientes a bajas velocidades de avance, normalmente entre 0,02 y 0,06mm/rev.
Los diámetros empleados en el taladrado de composites oscilan normalmente entre 3,0mm y 12,7mm.
Afrontando el reto
Las herramientas deben cortar con facilidad, con una generación mínima de fuerzas Las brocas y las fresas con punta de diamante (PCD) ofrecen una mayor duración, ya que el diamante resiste el desgaste que producen los distintos materiales de fibra de carbono y de paquetes, incluido el titanio. En las tareas de fresado las plaquitas con punta de diamante son las más corrientes, mientras que las herramientas de metal duro con recubrimiento de diamante se pueden utilizar para el recorte de piezas de fibra de carbono, a pesar de su menor duración.
Para conseguir buenos resultados en el campo del mecanizado de composites, en continua evolución, el uso de herramientas de corte específicas para el tipo de material en cuestión es un factor esencial. No obstante, el establecimiento de los parámetros idóneos para las tareas concretas y la consecución de la configuración correcta son factores decisivos para ser competitivos.
