Alta eliminación de existencias

Una forma de cuantificar la maquinabilidad de un material es medir la energía específica (e): esta es la cantidad de energía necesaria para cortar un volumen determinado de material (kWh/mm3) y varía según las propiedades del material.

Constantemente se desarrollan nuevos materiales para satisfacer las exigencias extremas de segmentos de mercado como el petroquímico y el aeroespacial. Los avances metalúrgicos han dado lugar a una amplia gama de materiales de alto rendimiento (por ejemplo, titanio y aleaciones con alto contenido de níquel), pero una consecuencia de sus atractivas propiedades es que a menudo resultan difíciles de mecanizar.

La energía de corte específica necesaria para materiales difíciles de mecanizar puede ser extremadamente alta. Especialmente en aplicaciones de alta remoción de material, surgen problemas con la carga térmica en la pieza de trabajo. Un aumento de la temperatura de la pieza puede provocar el deterioro de la integridad superficial , lo que resulta en daños metalúrgicos como microfisuras, tensiones residuales y endurecimiento por deformación . El calor excesivo también reduce drásticamente la vida útil de la herramienta.

Varias tecnologías son capaces de eliminar cantidades sustanciales de material. Entre ellas se encuentran: el aserrado , el torneado , el brochado , el fresado y el rectificado . El torneado y el fresado son las tecnologías de mecanizado más populares; el torneado se utiliza principalmente para productos redondos (aunque una variante especializada llamada torneado giratorio puede modular el eje de torneado para producir formas no redondas), mientras que el fresado tiene una amplia gama de aplicaciones. Ciertos materiales "difíciles de mecanizar" como el titanio, los aceros inoxidables y las aleaciones exóticas de alto contenido de níquel pueden ser difíciles de procesar cuando el objetivo es una alta eliminación de material, debido a la generación local de calor en el filo de corte y la dificultad para eliminarlo. Sin embargo, estos desafíos pueden mitigarse mediante estrategias como el uso de refrigerante de alto volumen, geometrías de herramientas de corte especializadas, ajustes optimizados de velocidad y avance, y recubrimientos de herramientas como AlTiCN que tienden a desviar el calor hacia la viruta, lejos de la herramienta de corte.

Tradicionalmente, para la eliminación de material se utilizan abrasivos aglomerados . Para eliminar cantidades sustanciales de material en un proceso de rectificado, se emplean rectificadoras verticales de segmentos. Estas máquinas funcionan con un disco giratorio con segmentos abrasivos, contra el cual se presiona el material de trabajo con la ayuda de una mesa giratoria o recíproca. Estas tecnologías requieren una potencia significativamente mayor que otros métodos de rectificado, hasta 450 hp (340 kW) . Algunos de los principales fabricantes de estas máquinas son Blanchard, Mattison, Göckel y Reform.