Análisis experimental del mecanizado de PEEK mediante herramienta impresa
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Resumen
La industria de la fabricación se encuentra en constante evolución. Hasta la fecha, casi cualquier elemento fabricado en metal se ha obtenido a través de mecanizado mediante el empleo de plaquitas de corte. Es por ello, que estas herramientas deben soportar elevadas temperaturas y fuerzas extremas, siendo necesario que para su fabricación se empleen materiales de elevada dureza y tenacidad. Así pues, uno de los principales desafíos científicos y tecnológicos dentro del sector de la fabricación es el desarrollo de herramientas que sean capaces de soportar las elevadas temperaturas que se crean en la superficie de contacto entre la herramienta y la pieza a mecanizar, las cuales, suponen una reducción drástica de la vida útil de la misma.
En la actualidad, la fabricación de plaquitas de corte mediante procesos mecánicos más tradicionales (prensado, torneado, fresado y pulvimetalurgía entre otros…) suponen unos costes elevados. En la fabricación de motores, los costes de mecanizado se estiman en un 35% del coste total de fabricación del componente. Es por ello que, en la actualidad, surgen nuevos procesos de fabricación que tratan de reducir estos costes significativamente. Sobre todos estos nuevos procesos destaca la fabricación aditiva o de impresión 3D. Dentro de la fabricación aditiva, la técnica de “laser melting powder bed fusion (LM-PBF)”, es una de las técnicas más versátiles, encontrándose limitada únicamente por el tamaño de pieza que se puede producir dentro de un espacio de construcción que generalmente llega hasta 400x400x400 mm3. El LM-PBF puede reducir los flujos de residuos asociados con los procesos de fabricación convencionales, ya que requiere menos accesorios, herramientas de corte, menos virutas y fluido para trabajar metales, lo que se traduce en una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
El presente trabajo se centra en el análisis experimental de una herramienta de torneado con canales de refrigeración interna en circuito cerrado e impresa mediante tecnología LM-PBF que permita reducir las temperaturas generadas durante el mecanizado, posibilitando por un lado aumentar la vida útil de la herramienta y por otro, reducir el consumo de líquido refrigerante. Ambos beneficios en conjunto suponen una reducción drástica de los costes de fabricación y un objetivo de interés para la industria. Durante el desarrollo de los ensayos experimentales, se han analizado la influencia de distintos parámetros de corte en las temperaturas y fuerzas de corte alcanzadas durante el mecanizado de PEEK extruido.
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