Alta precisión en el mecanizado con emulsión
Roeders, firma comercializada por Delteco, ha desarrollado Precitemp E, una solución destinada a mantener la estabilidad térmica y geométrica de sus máquinas RPT durante el mecanizado con emulsiones de agua y aceite. El sistema aborda las variaciones de temperatura que puede provocar la evaporación del agua presente en estos refrigerantes y permite mantener una precisión en el rango de las micras ante variaciones de temperatura ambiente de hasta +/-3 °C. La tecnología incorpora además sistemas de medición dimensional directamente en la máquina, con el objetivo de reducir operaciones auxiliares y facilitar la automatización de los procesos productivos.
El uso de emulsiones de agua y aceite como lubricante y refrigerante ofrece diferentes ventajas en los procesos de mecanizado, entre ellas la lubricación y refrigeración de la herramienta y la pieza y la evacuación de virutas. Una vez finalizado el proceso, parte de la emulsión se evapora, lo que puede reducir la necesidad de realizar operaciones adicionales de limpieza. Sin embargo, cuando se trabaja con tolerancias muy exigentes, la evaporación del agua presente en la emulsión puede generar un enfriamiento significativo en la zona de mecanizado y provocar variaciones térmicas que afectan a la geometría de la máquina.
El efecto resulta especialmente relevante cuando el refrigerante se atomiza durante el mecanizado. Las variaciones de temperatura pueden provocar deformaciones térmicas y desviaciones dimensionales en las piezas. En aplicaciones de cinco ejes, donde la estabilidad geométrica de la máquina y la posición del punto cero son determinantes, estas variaciones pueden dificultar la realización de procesos con tolerancias ajustadas.
Control térmico para estabilizar el proceso
Precitemp E se basa en la combinación de diferentes sistemas de control térmico destinados a mantener unas condiciones estables durante el mecanizado con emulsión. Las principales fuentes de calor de la máquina, como los motores, se aíslan mediante sistemas activos de control de temperatura para limitar su influencia sobre la geometría. Al mismo tiempo, el cuerpo de la máquina se mantiene a una temperatura estable mediante diferentes circuitos de regulación.
El sistema también controla la temperatura del aire en la zona superior del pórtico y en el área de mecanizado. De este modo, busca mantener unas condiciones térmicas constantes tanto durante el mecanizado como cuando la emulsión deja de utilizarse temporalmente o se producen pausas entre operaciones.
Además, las máquinas equipadas con Precitemp E pueden mantener una precisión en el rango de las micras incluso ante variaciones de temperatura ambiente de hasta +/-3 °C. Esta estabilidad está orientada a mejorar la fiabilidad de los procesos y la productividad, especialmente en instalaciones automatizadas.
Medición dimensional en la propia máquina
La estabilidad térmica también permite integrar determinadas operaciones de control de calidad en el proceso de mecanizado. En diferentes aplicaciones, las verificaciones dimensionales pueden realizarse directamente en la máquina, evitando trasladar las piezas a una sala de metrología.
Para ello, Roeders ha integrado en su control CNC los sistemas Productivity+ de Renishaw e Inspect de Hexagon. Estas soluciones permiten comprobar características geométricas de las piezas como la redondez, las distancias, el paralelismo o la planitud.
El operario puede verificar la precisión de la máquina y realizar mediciones de las piezas durante el proceso productivo. Los resultados generan protocolos de medición comparables a los utilizados en equipos de medición por coordenadas y pueden almacenarse en el propio control CNC o en un servidor.
La capacidad de medición con una precisión en el rango de las micras se ha demostrado en colaboración con la Leibniz University Hannover. Esta validación plantea la posibilidad de utilizar la propia máquina como parte del sistema de control de calidad del proceso productivo.
Mecanizado y control en un mismo flujo
La integración de las operaciones de mecanizado y medición permite reducir tiempos de manipulación y determinadas operaciones auxiliares. En sistemas automatizados, las piezas pueden pasar directamente del mecanizado a la verificación dimensional y, una vez controladas, continuar hacia las siguientes etapas del proceso productivo o ser almacenadas.
Roeders aplica este concepto en su propia fábrica de moldes de soplado, donde mecaniza cada año miles de moldes de aluminio utilizando emulsión. En estas instalaciones, la medición directamente en máquina se ha incorporado como una práctica habitual, reduciendo procesos externos de control y los costes asociados a estas operaciones.
La evaporación de la emulsión también permite que, en determinadas aplicaciones, las piezas salgan del proceso sin necesidad de una limpieza adicional antes de continuar con las siguientes operaciones.
El sistema combina diferentes circuitos de regulación térmica para controlar la temperatura de la máquina, el pórtico y el área de mecanizado
Aplicaciones en diferentes materiales
Aunque Precitemp E se aplica ampliamente al mecanizado de aluminio, la tecnología está orientada a procesos en los que la precisión constituye un requisito fundamental. El sistema puede utilizarse también en el mecanizado de materiales como cerámica, vidrio, acero inoxidable y cobre, incluidas aplicaciones de alta precisión como la fabricación de electrodos.
La combinación del control térmico, el mecanizado de precisión y la medición dimensional integrada permite reducir la influencia de las variaciones ambientales y avanzar hacia procesos productivos con un mayor nivel de automatización y control.
Mejoras en la visibilidad durante el mecanizado
Roeders también ha incorporado mejoras destinadas a facilitar el trabajo del operario durante el uso de emulsión. El mecanizado a altas revoluciones puede provocar la atomización del refrigerante y generar niebla en el interior de la zona de trabajo, lo que dificulta la visibilidad inmediatamente después de finalizar el proceso.
Las máquinas RPT preparadas para trabajar con emulsión incorporan una compuerta que permite la entrada de aire ambiente mientras el sistema de aspiración pasa temporalmente a un modo de funcionamiento intensivo. Con ello, la niebla se evacua de la zona de mecanizado antes de que el operario abra la puerta y pueda acceder visualmente al área de trabajo.
Precitemp E combina diferentes sistemas de control térmico para mantener la estabilidad geométrica de las máquinas RPT durante el mecanizado con emulsión
Precisión y control del proceso
Precitemp E combina el control de los efectos térmicos asociados al uso de emulsión con sistemas de mecanizado y medición de precisión. El objetivo es mantener la estabilidad geométrica de las máquinas RPT y trabajar con una precisión en el rango de las micras, al tiempo que se integran determinadas operaciones de verificación dimensional en el propio proceso productivo.
La posibilidad de mecanizar y medir las piezas en la misma máquina permite simplificar el flujo de producción, reducir los tiempos de manipulación y facilitar la automatización. La solución se orienta así a aplicaciones en las que se requiere fabricar piezas complejas con tolerancias ajustadas y mantener un proceso estable y repetible.
