En Yamazen Mexicana apoyamos a profesionales del maquinado CNC, así como a empresas mexicanas para que puedan seleccionar las herramientas de corte óptimas de acuerdo a sus procesos de manufactura.

Para llevar a cabo cualquier proceso de maquinado, en primer lugar requieres conocer las características físicas del material que vas a trabajar, los ángulos de corte y las velocidades, entre otros parámetros más; factores todos importantes al seleccionar las herramientas de corte.

En las siguientes entradas, empezando por esta, abordaremos el tema sobre las herramientas de corte necesarias para maquinar materiales específicos, y empezaremos por el aluminio.

En nuestra artículo anterior abordamos el tema sobre diferentes tipos de materiales de las herramientas de corte que se utilizan para maquinado.

El aluminio es uno de los materiales más comunes y populares para hacer maquinados. El aluminio es, en su forma pura, un elemento químico de símbolo Al y número atómico 13, de color plateado, no magnético, relativa baja densidad (dentro de los metales) y baja resistencia mecánica, dúctil y resistente a la corrosión, además de prácticamente nula toxicidad. Junto con el acero, es uno de los materiales más utilizados en la industria metalmecánica moderna debido a la gran variedad de aleaciones que le dan múltiples propiedades útiles, formando la base de industrias como la alimenticia (para envasado), la mecánica, la automotriz y la aeroespacial. En este artículo nos vamos a referir tanto al aluminio como a aleaciones simplemente como ‘aluminio’.

Características en corte del aluminio

En metalmecánica, es común pensar que el maquinado de aluminio es un proceso sencillo, y que es suficiente contar con herramientas de corte equilibradas y afiladas y girarlas a máxima velocidad, creyendo que así se logrará que el material se corte como la mantequilla; pero no siempre resulta así de fácil. Si bien es cierto que, en comparación con el acero, el aluminio y sus aleaciones requieren fuerzas de corte menores (por lo que el filo de corte de las herramientas de corte experimenta una carga mecánica relativamente baja) existen varias otras vicisitudes que deben tomarse en cuenta.

El aluminio posee conductividad térmica elevada, por lo que las virutas que produce durante su maquinado trasladan gran cantidad de calor y esto reduce la carga térmica del filo de corte y el consumo de refrigerante (además de ser altamente resistente a la corrosión). Debido a estas características, el maquinado de aluminio se puede realizar con velocidades de corte y avances altos como antes ya mencionamos, pero, esto no significa que el fresado de aluminio sea simple, pues otra de las características del aluminio es que es muy susceptible al recrecimiento del filo en las herramientas de corte cuando la viruta queda atrapada durante el proceso de maquinado (embotamiento). La incorrecta selección de la herramienta de corte se verá también reflejada en la evacuación deficiente de la viruta, un  fenómeno que incrementa la carga mecánica sobre el filo de corte y que atascará la herramienta disminuyendo la calidad del proceso de maquinado. Por esto, a diferencia del acero, los ángulos de desprendimiento tienden a ser mayores. 

Desde el punto de vista de la maquinabilidad, el aluminio no es un material uniforme. Los elementos de la aleación (especialmente el silicio) y los métodos de tratamiento son causas que afectan las propiedades del corte, y la variabilidad de dureza de las aleaciones puede variar desde HB15 del aluminio puro hasta unos HB110 de aluminio 7075 (AlZnMgCu).

Existen otros aspectos, como es la forma de la pieza a maquinar, los requisitos operativos (precisión, rugosidad, etc.) y las condiciones de la fijación, que agregan sus propias limitaciones y requieren ser consideradas cuando se seleccionan las herramientas de corte y la estrategia de maquinado.

Marcas de Herramientas de corte para el maquinado de aluminio

Ya mencionamos que para maquinar aluminio la herramienta de corte requiere características especiales; es deseable que las herramientas utilizadas para este tipo de materiales permitan la evacuación eficiente del material para evitar embotamientos que pueden arruinar la pieza y la herramienta de corte, y diversidad de materiales para distintos requerimientos de corte; HSS cobaltados para corte primario (roughing), carburos para alta velocidad, y diamantados para acabados.

Los fabricantes de herramientas de corte tienen en cuenta todas las particularidades del maquinado de aluminio para el diseño de las herramientas. Un factor clave para el éxito es la correcta combinación de la geometría de corte, el material y el tratamiento de la herramienta, además del sistema óptimo de refrigeración.

Kyocera, Union Tools, Mitsubishi Materials, CKD, NTK, OSG, proveedores globales de herramientas de corte en México, han desarrollado extensas gamas de herramientas con insertos intercambiables, especialmente diseñados para el maquinado eficiente de aluminio.

Todas las familias de herramientas de corte de elevada calidad, tienen diseño de cuerpo integral y son de peso ligero, con excelentes sistemas de fijación de las plaquitas de metal duro, estructuras con cartuchos ajustables, varios tipos de plaquitas rectificadas y pulidas con diferentes radios de punta; y lo más popular para el maquinado de aluminio, plaquitas con punta de diamante policristalino (PCD).

 Un favorito de la industria en Herramientas de corte, Mitsubishi Materials y grados para tornear aluminio aleado en todo tipo de corte y dureza de aluminio. HTi10, TF15 (carburos), MD205, MD220, MD230 (diamantado)

Mitsubishi Materials tiene además una línea de cortadores (end mills) de cabeza intercambiables, la línea iMX, para procesos versátiles que requieren cambios y ajustes constantes en la producción.

Kyocera Precision Tools provee gran variedad de grados y geometrías en insertos para corte de aluminio; carburos, DLC’s y PCD para torneado, corte, boreado, fresado y carburos para taladrado (grados KW, GW, PDL, KPD), además de cortadores solidos (end mills) de carburo y DLC. Características superiores  para diferentes aplicaciones y gran variedad de geometrías y rompevirutas. La gran variedad de herramientas de sujeción permiten cualquier tipo de corte: rectificado, esquinado, redondeado, ranurado, avellanado, radial o contorno.

Union Tool Co.  es especialista en herramientas de corte sólidas. Con gran variedad de tamaños de cortadores, las herramientas de Union Tool permiten el maquinado de diámetros minúsculos (0.05mm circular) en carburos (serie CSEB) y tienen gran variedad de geometrías (cuadrada, radial y circular), diámetros y herramientas DLC (series AZS, CSEB, CFB, CFLB, UTDF).

Para concluir, el aluminio es uno de los metales que más se maquina en procesos productivos, y requiere mucha menor energía que la utilizada en el maquinado de acero, se realiza a altas velocidades de corte y avance, proporcionando acabados superficiales de calidad. Y vale decir que el maquinado de aluminio es sencillo ¡si se realiza inteligentemente!

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Saludos! 

Luis Daniel Arzola (daniel.arzola@yamazen.com.mx)

Herramientas de Corte CNC para aluminio