Maquinado

3.

MECANIZADO NO TRADICIONAL

3.1.

PROCESOS MECÁNICOS

3.1.1.

Mecanizado hidrodinámico (HDM)

El funcionamiento de este sistema, también conocido como water-jet, se basa en el
corte debido a la acción de un delgado chorro de agua (0,5 mm) o un fluido acuoso con
aditivos. Este flujo es expelido a través de una tobera a una alta presión (más de 690 Mpa)
y gran velocidad chocandocontra el material y cortándolo por efectos erosivos.
El agua es comprimida mediante un intensificador hidráulico y posteriormente es
llevada a un estanque de almacenamiento para evitar pulsaciones en el flujo. Desde este
estanque se extrae el fluido necesario para el trabajo de la máquina. Bajo la pieza
maquinada debe existir un sistema de drenaje para eliminar el agua ocupada. En la figura3.1.1.1.se puede ver un esquema de una máquina de este tipo.

Figura 3.1.1.1.: Esquema de flujo en el mecanizado hidrodinámico

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Figura 3.1.1.2.: Detalle de boquilla y chorro de agua

En la figura se aprecia la posición y distancia a la pieza a la que se debe encontrar
la tobera de modo de producir una delgada franja de corte. Las toberas se fabrican con
materiales muy duros debidoal desgaste al que se ven sometidas. También se han
desarrollado estas puntas de toberas en forma de pastillas intercambiables fabricadas con
carburo de tungsteno o con recubrimientos especiales. La vida útil de estas pastillas fluctúa
entre 250 y 500 horas.
Para controlar el funcionamiento de estas máquinas existen sistemas de trazado
óptico y también sistemas de control numérico. En generalla tobera se mantiene fija y la
mesa de trabajo se mueve para lograr las diversas formas de corte.
Aplicaciones
En general se usa este sistema para obtener cortes limpios, precisos y fríos en
materiales blandos y suaves, generalmente planchas que pueden estar apiladas. La calidad
superficial obtenida y el acabado en los bordes son buenos. La velocidad de corte y la
capacidad de cortarmateriales más duros, como el acero se ha visto aumentada en la
medida en que se mejora la tecnología, permitiendo en el chorro velocidades y presiones
mayores.

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3.1.2.

Mecanizado ultrasónico
Ultrasonic Machining (USM)

También llamado Mecanizado ultrasónico abrasivo, este método remueve material
de la pieza dejando una forma especifica en ella . Esto ocurre cuando la herramientavibra,
al penetrar la pieza, a altas frecuencias en un medio abrasivo, en línea con su eje
longitudinal (Ver figura 3.1.2.1.). El fluido abrasivo es recirculado desde la zona de corte y
en este camino se enfría.

Figura 3.1.2.1.: Esquema de funcionamiento del mecanizado ultrasónico

Como material para las herramientas suele usarse acero, acero inoxidable 303,
molibdeno y otros. En general seprefieren materiales dúctiles. La forma de la herramienta
es importante para optimizar la vibración y evitar que la herramienta absorba energía. La
forma de la punta también influirá en la distribución del material abrasivo contra la pieza
trabajada. Esta punta nunca toca la pieza, sólo mueve el material abrasivo que remueve el
material.

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En cuanto a los materiales abrasivos, se usanpartículas extremadamente duras como
diamante, nitruro cúbico de boro, carburo de boro, carburo de silicio y óxido de aluminio.
Entre ellos el carburo de boro es el más usado.
El equipo en sí tiene distintas variantes, existen dispositivos que pueden ser usados
en otras máquinas herramientas, actuando como cabezas cortantes. También existe la
posibilidad de usarlos en tornos como una variantede la herramienta de corte tradicional,
aumentando la versatilidad de dicha máquina.
La potencia de estos equipos fluctúa generalmente entre 200 y 2400 W, la potencia
influye sobre el área máxima de la herramienta a utilizar y por ende, en la cantidad de
material removido. La fuente de vibración en estos sistemas convierte potencia de baja
frecuencia (60 Hz) en potencia de alta frecuencia...