Notas editoriales

El auge de la electrificación se está dando de forma más generalizada y acelerada de lo que nadie esperaba, tanto en el caso de los automóviles como en el de otros tipos de vehículos eléctricos (VE). El panorama global del VE se presenta más competitivo que el de los mercados automovilísticos de décadas anteriores, ya que cada vez más fabricantes —grandes y pequeños— compiten para hacerse un hueco.

¿Cómo pueden los fabricantes mantenerse a la cabeza de la competencia y, al mismo tiempo, superar los crecientes retos que plantean los materiales difíciles de mecanizar, como los aceros de alta resistencia?

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Desde mediados de los años treinta, los “Big Three” (tres grandes) fabricantes dominaban el mercado automovilístico de EE. UU.: General Motors, Ford y Daimler Chrysler. Y así continuó durante más de 70 años. Sin embargo, la competencia entre los fabricantes de automóviles está cambiando.

Esto también se aplica a los mercados de VE. Estos mercados se están presentando como más diversos y competitivos que los mercados automovilísticos de antaño, ya que grandes empresas consolidadas, como Porsche, compiten con pequeños fabricantes en expansión mundial.

Según Statista, a escala mundial, seis de los 10 vehículos
eléctricos enchufables más vendidos en todo el mundo eran de marcas chinas en 2021.

Para los fabricantes de equipos originales (OEM), los mercados competitivos están cambiando las exigencias impuestas a las piezas. Los VE tienen menos piezas, más pequeñas y ligeras, y deben soportar mayores niveles de par del motor eléctrico y de eficiencia energética, así como aumentar la densidad de potencia. Esto, por supuesto, exige mucho de las piezas, lo que ha provocado un cambio en la tecnología de los materiales.

Especialistas de Sandvik Coromant, como Staffan Lundström, director de producto de Sandvik Coromant, prevén que este cambio incluya un aumento continuo del uso de aceros de alta resistencia, que pasarán de representar alrededor del 15% de todos los materiales utilizados en la fabricación de automóviles en 2010, al 38% en 2030.

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Estos nuevos materiales, incluidos los aceros limpios y ultralimpios, se fabrican con elementos de aleación y son capaces de resistir los retos mencionados –como los mayores niveles de par del motor eléctrico– porque tienen menos impurezas metalúrgicas.

Pero, ¿cómo se relaciona esto con la maquinabilidad? Con dichos aceros se observa un aumento de la plasticidad del material, ya que la reducción de impurezas en los aceros se traduce en retos de mecanizado relacionados con la capacidad de rotura y la eliminación de virutas. Estos materiales tienen un alto rendimiento elástico que, a su vez, requiere mayores fuerzas de corte durante el mecanizado y crea mayores niveles de desgaste de la herramienta.

Aunque los aceros de alta resistencia, limpios o ultralimpios son más difíciles de mecanizar, la creciente integración de la digitalización y la fabricación asistida por ordenador (CAM) en las líneas de producción está elevando los estándares de
calidad y eficiencia de la fabricación.

Estos son los retos a los que se enfrentan los fabricantes de automóviles, y los que no actualizan sus procesos de producción o recurren al tradicionalismo corren el riesgo de quedarse atrás. Pero, ¿cómo pueden los fabricantes dominar las tendencias? La respuesta reside en una mejora de las máquinas-herramienta, pero también en un nuevo método de mecanizado diseñado para optimizar la calidad y mejorar la eficacia, los tiempos de ciclo y el ahorro de costes, incluso en el mecanizado de aceros duros.

Mejor control de la viruta

Es bien sabido que un control eficaz de las virutas contribuye a la productividad y fiabilidad de los procesos de mecanizado, así como a la calidad final de las superficies mecanizadas.

Para lograrlo, Sandvik Coromant ha creado su metodología PrimeTurning que incluye el mecanizado con un ángulo de entrada pequeño para ofrecer una productividad muy alta y una larga vida útil de la herramienta. El método permite a los clientes realizar torneados en todas las direcciones y, de este modo, pueden lograr una mayor eficacia y productividad que con el torneado convencional.

Gracias al PrimeTurning se ha conseguido un aumento
de la productividad y una mayor vida útil de las herramientas para los clientes.

No obstante, el proceso necesita unas herramientas específicas para aprovechar estas ventajas. Una herramienta convencional no permitirá los mismos niveles de control de virutas, ni los ángulos de incidencia adecuados, por lo que en la práctica no funcionará.

Por ello, Sandvik Coromant ha desarrollado las herramientas CoroTurn PrimeTurning, cuyo último desarrollo es la segunda generación de plaquitas CoroTurn Prime tipo B. Esta herramienta de nueva generación incorpora plaquitas negativas de doble cara con cuatro filos de corte diseñados para un mecanizado más rentable, junto con un nuevo diseño robusto del asiento de la punta y geometrías actualizadas.

Con estas características, puede realizar cortes más profundos (mm), con mayores velocidades de mecanizado (mm/rev) y fn, además de un mejor control de la viruta durante el mecanizado de aceros de alta resistencia y otros aceros duros.

Esto beneficia a la productividad, pero ¿qué pasa con el desgaste de la herramienta? Esto nos lleva al diseño de la propia plaquita. Con una plaquita convencional, el mecanizado con un ángulo de entrada menor hace que la mayor parte del calor y la carga recaigan en la esquina de la plaquita, que también resulta ser la parte más débil de la plaquita, con la menor cantidad de metal duro para absorberlo. En su lugar, cada plaquita CoroTurn Prime tipo B de nueva generación tiene cuatro filos de corte en lugar de dos, con esquinas más fuertes. Con más filos, se puede conseguir más mecanizado con cada plaquita, mientras que el calor y la carga se reparten por una parte mucho mayor del filo de corte.

La segunda generación de plaquitas CoroTurn Prime tipo B también ha sido diseñada para superar los problemas que normalmente se experimentan al utilizar plaquitas con una profundidad de corte axial (ap) y fn mayores. Eso incluye riesgos de sobrecarga y, a ap y fn más bajos, riesgo de virutas largas.

Con estas máquinas herramienta y estos métodos, los
fabricantes de automóviles podrán, parafraseando a Holweg, diversificarse mediante el liderazgo en el diseño, la tecnología o la excelencia en la fabricación.

De este modo, las operaciones de mecanizado pueden ejecutarse a una fn mucho mayor para mejorar el control de la viruta, la estabilidad, la seguridad del proceso y la vida útil de la herramienta. Para los fabricantes, el cumplimiento de estos estándares más elevados de calidad y eficiencia puede lograrse aplicando mejoras en la fase de mecanizado.

Las ventajas del método PrimeTurningTM se refuerzan aún más con el software CoroPlus Tool Path, un generador de recorrido de la herramienta en línea específico que suministra técnicas y códigos de programación de control numérico (NC) para configurar los parámetros y variables adecuados para una aplicación de mecanizado concreta.