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Optimizando el mecanizado de aluminio

El alumino posee algunas características especiales que lo hace ser exclusivo en el uso de distintas aplicaciones en la industria, tales como: alta conductividad térmica, dureza, punto de fusión, entre otros.

Estas características también intervienen en el proceso de escoger la herramienta de corte adecuada y los parámetros de corte óptimos para sacar el máximo provecho de la herramienta de corte. Debemos tener en cuenta una característica especial al mecanizar los distintos materiales y es la holgura de parámetros que podemos aplicar de acuerdo a variables que influyen en el mecanizado, como lo son: tipo de máquina, RPM máximas, sujeción, entre otras.
Estas holguras las podemos apreciar de acuerdo a las recomendaciones que dan los fabricantes en cuanto a:

  • Velocidad de corte 
  • Avance
  • RPM (Revoluciones Por Minuto)

Ejemplos de rangos de parámetros 

Tabla

Como se puede apreciar; los rangos tienen una holgura considerable, donde además se pueden realizar distintas combinaciones entre ellas y así obtener infinidad de resultados en cuanto al desempeño de la herramienta de corte.

Al mecanizar aluminio, el rango para encontrar el punto óptimo es más estrecho que para el acero, ya que una mínima desviación cambia todo el panorama del mecanizado.

Al trabajar un parámetro lejano al óptimo, las herramientas sufrirán rotura, desgaste prematuro o problemas de acabado superficial en la pieza de trabajo. Así que existen distintos puntos óptimos de parámetros de acuerdo a lo que queremos lograr con nuestro trabajo, bien sea rapidez, alargamiento del tiempo de vida de la herramienta, acabado, etc.

En la siguiente tabla, se puede apreciar los resultados de trabajar con puntos lejanos al óptimo de acuerdo al avance y las RPM cuando se está trabajando aluminio. Como se puede apreciar, el punto óptimo se lograra evidenciar con un buen acabado superficial en el material.

Al trabajar aluminio se prefiere los avances altos pero al excederse del parámetro óptimo puede ocasionar la rotura de la herramienta, generalmente por exceder al mismo tiempo la profundidad de corte.

 

Tabla

Generalmente, al trabajar aluminio, se prefiere los avances altos; pero el excederse del parámetro óptimo puede ocasionar la rotura de la herramienta; comunmente por exceder al mismo tiempo los avances altos con la profundidad de corte o la temperatura máxima de trabajo.

Por el contrario, un avance lento puede ocasionar un desgaste prematuro de los filos de la herramienta, por el esfuerzo que reciben en el momento del corte.

Otro punto a tener en cuenta con el aluminio es que este presenta un grado de pegajosidad, lo cual hace que tienda a fusionarse a la herramienta de corte, hasta llegar al punto de soldarse y hacer inservibles los filos de corte.

Algunas recomendaciones a tener en cuenta para mecanizar aluminio son:

1. Use herramienta de carburo recubierta si desea trabajar a alta velocidad
Existen fresas especiales para aluminio que tienen características propias en su geometría y filo de corte para optimizar el mecanizado. Las herramientas de carburo trabajan más rápido que aquellas fabricadas en acero rápido, y aunque es una inversión mayor, el resultado en tiempo y calidad es evidente.

herramienta de carburo recubierta si desea trabajar a alta velocidad

2. Calcule correctamente los parámetros de corte
Comúnmente se calcula la velocidad de forma empírica y se utiliza el oído para estimar la vibración y el desempeño del corte de la herramienta. Sin embargo, el oído no es tan rápido para escuchar cambios de sonidos cuando la herramienta pasa por esquinas o radios pequeños que causan movimientos rápidos de los ejes de la máquina. Puede que al principio se escuche bien el mecanizado, pero en cualquier momento puede haber una rotura de la herramienta.

Por tal motivo se debe tener en cuenta, como punto de partida, las recomendaciones del fabricante y evaluar las condiciones de la máquina, la sujeción y la refrigeración para encontrar el punto óptimo.

Optimizando el mecanizado de aluminio

3. Use el diámetro más pequeño de herramienta
Teniendo en cuenta la ecuación de velocidad de corte, donde la variable de diámetro está presente en ella, podemos deducir que a menor diámetro, mayor RPM, y a mayor RPM, mayor avance final. Así que siempre considere usar la herramienta más pequeña.
Si tiene una fresa de 12 mm y una de 6 mm, la herramienta de 6 mm trabajará más rápido, con menor deflexión y mayor rigidez; teniendo en cuenta que se está usando herramienta de carburo de tungsteno.

4. Tenga en cuenta la evacuación de viruta
El re-mecanizado de viruta es el factor principal que genera rotura de herramienta; por ende, cuente siempre con sistemas ideales de refrigeración a presión para mejorar la evacuación de viruta, puesto que, esto sumado a la geometría del ángulo de la hélice, ayudará a minimizar el riesgo de la viruta a ser cortada.

Si existe un cambio de herramienta, no dude en verificar si está mecanizando cavidades profundas y limpie manualmente la viruta antes de que la siguiente herramienta comience su trabajo.

Cuando se trate de ranuras profundas, es mejor seccionar el programa y en lo más profundo realizar pasadas más pequeñas. Además puede escoger estrategias de mecanizado que abran camino a la viruta de afuera hacia dentro.

5. Si su máquina no permite trabajar a alta velocidad, trabaje con menos filos e incremente la profundidad de corte
Lo más recomendado es usar 3 o menos filos, la principal razón de no usar más filos es que el aluminio genera virutas largas.
!Recuerde: menos filos generan mayor espacio para la evacuación!
Además se debe tener en cuenta un factor llamado “adelgazamiento radial de la viruta”. Si el ancho de corte a trabajar es menor a la mitad del diámetro de la fresa, se necesita incrementar el avance, ya que se están produciendo virutas anormalmente finas y el roce de la fresa con estas virutas reduce el tiempo de vida de la herramienta.

 

6. Preste atención a la potencia de la máquina
La potencia de la máquina le dará señales de exceso de carga de la herramienta a cortar. Esta potencia puede determinar problemas de vibración que afectarán la herramienta y el acabado superficial de la pieza. Así que identifique rangos de potencia óptimos para el desempeño de la herramienta.

Ing. Oscar Manrique
Gerente Técnico

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