Diversificar para ganar resiliencia

Seg�n McKinsey and Company, �la crisis del covid-19, los efectos econ�micos posteriores a la pandemia y el actual conflicto en Ucrania han puesto de manifiesto las vulnerabilidades de las actuales cadenas de suministro mundiales�. Para ganar resiliencia en esta �poca de incertidumbre, los fabricantes se est�n diversificando para sobrevivir. Por ejemplo, un cliente de Sandvik Coromant en EE. UU. se ha diversificado de la ingenier�a general a otros sectores como el aeroespacial, la defensa y el m�dico, hasta el punto de que ning�n cliente o industria representa m�s del 25% de su negocio total.

En casos como este, la diversificaci�n implica producir piezas nuevas y desconocidas hasta ahora con tolerancias estrechas. Pero los retos no acaban all�. Seg�n otro informe de McKinsey and Company, �entregar los productos a tiempo, con buena calidad y al menor coste ya no es suficiente�. El informe contin�a diciendo que �las organizaciones necesitan ahora redes que tengan la resiliencia para aguantar reveses y la agilidad para responder a clientes exigentes y a mercados que cambian r�pidamente�, y deben conseguirlo con �sostenibilidad medioambiental y social�.

Sin embargo, la diversificaci�n tambi�n implica el mecanizado de una gama m�s amplia de materiales dif�ciles de mecanizar como el aluminio, el titanio y el Inconel. �C�mo pueden los talleres de maquinaria superar estos retos y, al mismo tiempo, alcanzar los objetivos planteados en el informe de McKinsey and Company? La respuesta reside en mejores herramientas junto a m�quinas herramienta.

Primero, echemos un vistazo a los retos del mecanizado m�s de cerca. Seg�n un an�lisis de los par�metros del sistema para el mecanizado de materiales tenaces por The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, �la vibraci�n es m�s propensa a producirse en el fresado de titanio debido a las vibraciones autoexcitadas (es decir, la sacudida) entre la pieza y la herramienta de corte�, lo que tambi�n se aplica a otros materiales dif�ciles de mecanizar como el aluminio o el Inconel.

Las vibraciones durante un proceso de mecanizado tienen varias consecuencias negativas. Estas incluyen la degradaci�n de los acabados superficiales en la pieza, el desgaste adicional de los filos de corte y los patrones de desgaste impredecibles de la herramienta de corte. Las vibraciones crean un impacto negativo en la seguridad general del mecanizado y pueden provocar un aumento del uso de energ�a y los costes, adem�s de impactar la calidad de la pieza.

Naturalmente, estos problemas se agravan en los talleres de maquinaria que manipulan diferentes materiales como parte de una estrategia de diversificaci�n. Entonces, �qu� se puede hacer? Este fue el reto que afront� el equipo de I+D de Sandvik Coromant: producir una gama completa de fresas de ranurar de metal duro integral que puedan eliminar las vibraciones y, al mismo tiempo, muy vers�tiles en cuanto a su aplicaci�n y materiales. La gama debe ser f�cil de usar y superar a las herramientas de la competencia en t�rminos de productividad y vida �til.

Por ello, Sandvik Coromant ha desarrollado CoroMill Dura. La gama comprende varias fresas de ranurar de metal duro integral, incluidas fresas de ranurar de metal duro de diferentes longitudes, di�metros y dise�os con dos, tres, cuatro, cinco y hasta siete ranuras. Adem�s, la gama cuenta con una nueva tecnolog�a patentada por Sandvik Coromant, conocida como WhisperKutTM, que ha sido desarrollada para disipar significativamente los arm�nicos, al tiempo que reduce las sacudidas y las vibraciones.

La tecnolog�a WhisperKut destaca por su dise�o de h�lice variable asim�trica. Desde hace tiempo se sabe que la optimizaci�n de la separaci�n de las ranuras, junto con otros aspectos del dise�o de una fresa de ranurar, puede reducir en gran medida las vibraciones y las sacudidas en el mecanizado. Sin embargo, con la tecnolog�a WhisperKutTM, cada ranura de corte est� orientada en un �ngulo de h�lice distinto en relaci�n con todas las ranuras restantes, lo que permite una buena estabilidad y eficacia en la eliminaci�n de los arm�nicos perjudiciales. Puesto que cada ranura est� desigualmente separada de las otras, esto reduce los arm�nicos constantes que se producen t�picamente con las fresas de ranurar convencionales.

Por ello, las fresas de ranurar de metal duro integral CoroMill Dura, equipadas con la tecnolog�a WhisperKutTM, est�n dise�adas para ser una soluci�n de herramientas �nica. Las fresas de ranurar se pueden utilizar en todos los procesos necesarios para producir una pieza, incluido el desbaste, el acabado, el semiacabado y el mecanizado en rampa. Sin embargo, tambi�n era necesario evaluar si CoroMill Dura pod�a superar a las fresas de la competencia en t�rminos de productividad y vida �til.

La gama CoroMill Dura de fresas de ranurar de metal duro integral de Sandvik Coromant est� dise�ada para eliminar vibraciones.

Seguidamente se evalu� el rendimiento de CoroMill Dura en una operaci�n de fresado lateral frente a una fresa de ranurar de metal duro de la competencia. Primero, para el mecanizado de una pieza de acero al cromo-molibdeno DIN 42CrMo4 ISO P y, segundo, para el mecanizado de una pieza de acero inoxidable AISI 304 ISO M.

La pieza DIN 42CrMo4 ten�a una resistencia a la tracci�n (UTS) de 95 kg/mm² y una dureza Rockwell (HRC) de 39. El di�metro de las herramientas (D) med�a 12,7 mil�metros (mm) con un stickout, es decir, la distancia desde la punta de la herramienta hasta el punto donde el mango de la herramienta entra en el portaherramientas, de 33 a 40 mm.

El rendimiento de cada herramienta se evalu� en funci�n del volumen total del material (cm³) extra�do de la pieza. Para conseguir un volumen de viruta m�ximo (MRR, por sus siglas en ingl�s), las herramientas trabajaron a una velocidad de corte (vc) de 150/60 m/min, un avance por diente (fz) de 0,04 a 0,1 mm/diente; con una profundidad de corte axial (ap) de 1 x D y una profundidad de corte radial (ae) de 0,5 x D. Las herramientas funcionaron durante un m�ximo de 60 minutos y se aplic� un refrigerante.

Se utilizaron distintos datos de corte para la pieza AISI 304, que inclu�a una vc de 80/40 m/min, un fz de 0,05 mm/diente, una ap de 1 x D y una ae de 0,5 x D. Una vez m�s, las herramientas funcionaron durante un m�ximo de 60 minutos y se aplic� refrigerante.

Al final, en el fresado lateral de la pieza DIN 42CrMo4, CoroMill Dura ofreci� un rendimiento superior al 25% en comparaci�n con la fresa de ranurar de metal duro integral de la competencia y un rendimiento superior al 20% en el fresado lateral de la AISI 304. Sandvik Coromant tambi�n prob� CoroMill Dura frente a una herramienta de su propia gama de la generaci�n anterior y descubri� que la nueva herramienta era m�s competitiva, m�s econ�mica y m�s productiva.

En base a estas pruebas, CoroMill Dura ha demostrado ser una herramienta de gran rendimiento para aplicaciones vers�tiles. Se adapta bien a las necesidades de los talleres de maquinaria que buscan expandirse en nuevos segmentos de la industria, o aumentar su enfoque en la producci�n de lotes peque�os. Con estas herramientas m�s avanzadas, los talleres de maquinaria pueden, parafraseando a Ellen Ullman, ayudar a los talleres de maquinaria a ganar resiliencia con la m�xima producci�n y eficiencia al tiempo que alimentan el pensamiento y la imaginaci�n humanos.