3.2.2 Sellados avanzados / MECANIZADO DE ALTA VELOCIDAD Tipo de tuerca: HMD4020 El MAV permite trabajar con mayor facilidad con materiales como el titanio, grafito, cerámicos, composites o fibra de carbono. Éstos generan partículas altamente abrasivas para las que los sellados convencionales no están diseñados, y 20 Contaminación: 37 ~ 87 μm: 70% por tanto la protección de los sistemas lineales cobra mayor 88 ~148 μm: 30% 30 25 Recorrido: 80 mm Vel. rotación: 100 min importancia. Para trabajar en condiciones óptimas a alta (mezclada con grasa AS2) 15 10 velocidad es necesario utilizar sellados de alto rendimiento con las siguientes características: • Baja fricción. Esta característica reduce el aumento de 50 temperatura, el par del sellado y el desgaste, aumen- tando la vida operativa del mismo. • Bajoratiodepenetracióndepolvo,inclusoconpartículas muy abrasivas. Los sellados de alto rendimiento se centran en la obtención de una geometría de labio óptima para minimizar la pene- tración de partículas, así como incorporar nuevos materia- les de baja fricción y alta durabilidad. No obstante, la tendencia del mercado a reducir el consumo de lubricante está generando una evolución en la industria a cambiar los sistemas de lubricación centralizados por aceite por siste- mas automáticos de grasa, para los cuales los sellados actuales no están diseñados. Los últimos desarrollos están encaminados a incorporar en los husillos combinaciones de sellados especializados, combinando un diseño optimizado de los labios con mate- riales de baja fricción. Como resultado se obtienen mejoras en el ratio de penetración de partículas hasta 1/13 (ver figura 5) y en la retención de grasa hasta 3 veces (ver figura 6) en comparación a sistemas de sellados convencionales. 4. Refrigeración Labyrinth Storage (BSS) V1 X1 (single)-1 X1 (combination) Figura 5. Prueba de capacidad de penetración de partículas en sellados de husillos a bolas. En los procesos de corte, el 97% de la energía mecánica se 35% 90 80 X1 Recorrido: 80 mm Laberíntico / 13 40 70 -1 50 Tipo de tuerca: HMD4020 10 herramienta En los procesos de corte, el 97% de la energía mecánica se transforma en energía térmica a través del cizallamiento, corte y fricción entre la viruta y la carga de desprendimiento de la herramienta. Una parte de esta energía se acumula cerca del punto de corte y provoca fenómenos indeseados, como la fragilización de la herramienta, el aumento del desgaste de la misma o la pérdida de precisión en el acabado como consecuencia de la expansión térmica de la herramienta y de la pieza. 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Contacto Número de ciclos En los procesos de mecanizado, el lubricante disminuye la fricción entre la herramienta y la pieza, reduciendo el calor generado, y actúa como agente de retirada de material exce- dente. Aunque ofrece importantes beneficios, también tiene factores medioambientales y para la salud indeseables. No obstante, en el MAV se observa una peculiaridad que permite reducir el consumo de agentes lubricantes: el tiempo de contacto entre la herramienta y la pieza es tan corto que la transferencia de calor a la fresa es muy pequeña, siempre teniendo en cuenta el coeficiente de transmisión térmica de cada material. Conjuntamente con el desarrollo de recubrimientos de altas prestaciones, como el TiAIN (nitruro de titanio-aluminio), diamante y WC/C (carburo de tungsteno con carbono), la necesidad de dispo- ner de un sistema de lubricación se ha reducido, llegando a Figura 6. Comparativa capacidad de retención de grasa en sellados convencionales vs X1. 100 12% transforma en energía térmica a través del cizallamiento, corte y fricción entre la viruta y la carga de desprendimiento de la Velocidad: 2000 min 60 Grasa: AS2 30 20 la mecanización en seco en condiciones muy particulares. En caso que esta solución no sea tecnológicamente viable, la alternativa más utilizada es la MQL (Minimum Quantity Lubricant), con caudales entre 0,01~0,5 l/min. Este caudal garantiza la lubricación de la zona de corte, manteniendo la herramienta y la pieza secas. En este caso la refrigeración se realiza insuflando aire en la zona de corte, que a la vez retira las virutas. Ratio de retención de grasa (%) Ratio de penetración de partículas