Dominar el mecanizado de aluminio: Fiabilidad del proceso y eficiencia con el fluido de mecanizado correcto

El aluminio, material ligero, resistente y fácilmente mecanizable, conforma industrias clave desde la aeroespacial y la automoción hasta la tecnología médica. Sin embargo, el mecanizado de aluminio en producción impone altas exigencias a máquinas, herramientas y fluidos de mecanizado. Este artículo analiza los cinco desafíos principales del mecanizado de aluminio, explica sus causas y consecuencias, y le muestra una vía de solución probada en la práctica: la optimización sistemática del proceso combinada con el fluido de mecanizado de alto rendimiento rhenus TY 155 L.

Ya sea taladrando, torneando o fresando, el mecanizado de aluminio es un proceso exigente en la industria metalúrgica. El aluminio es ligero, fácilmente mecanizable y, gracias a su versatilidad, un material indispensable para sectores clave, desde la aeroespacial y la automoción hasta la tecnología médica. Pero estas ventajas tienen un precio: en el mecanizado, el aluminio impone exigencias muy específicas a los procesos, máquinas y materiales de operación. Su alta conductividad térmica, tendencia a la formación de filo recrecido y superficies sensibles lo convierten en un material que no perdona errores.

Para los responsables de producción, esto significa: Mecanizar con éxito el aluminio requiere no solo precisión en el utillaje y la maquinaria, sino también una estrategia bien pensada para el fluido de mecanizado. Incluso debilidades menores en el comportamiento de refrigeración y lubricación impactan directamente en la precisión dimensional, la vida útil de la herramienta y la calidad superficial, y por lo tanto en la eficiencia y la estructura de costes de la producción.

Aspecto e impacto de las manchas superficiales:
Manchas mates, estrías, manchas de agua o decoloración localizada en la superficie mecanizada del aluminio representan un defecto visual significativo. Son particularmente críticas en piezas de aspecto y pueden llevar al rechazo de todo el componente.

Causas relacionadas con el fluido de mecanizado para el manchado:
Las causas de esto son diversas y a menudo se encuentran dentro del propio fluido de mecanizado. Estas incluyen, en primer lugar, emulsiones inestables que crean diferencias locales en la química superficial a través de una distribución desigual de aditivos o un mojado irregular. En segundo lugar, aditivos inadecuados (como inhibidores de corrosión agresivos o ciertos emulsionantes) pueden reaccionar químicamente con la superficie del aluminio. En tercer lugar, un comportamiento residual o de secado desfavorable conduce a depósitos visibles o secado no uniforme. En cuarto lugar, las desviaciones del valor de pH también pueden atacar la sensible superficie del aluminio.

Consecuencias para la calidad y el procesamiento posterior:
Los resultados son a menudo desechos o costosos retrabajos. Además, las manchas pueden afectar negativamente procesos posteriores como el anodizado, la pintura o la adhesión y son una razón frecuente de defectos de calidad.

Propiedades del fluido de mecanizado para resultados sin manchas:
Un fluido de mecanizado optimizado como rhenus TY 155 L asegura superficies libres de manchas a través de una combinación de propiedades importantes: alta estabilidad, aditivos seleccionados compatibles con el material, un valor de pH adecuado, así como un comportamiento residual y de secado optimizado.

Desafío 3: Corrosión en componentes de aluminio – causas y medidas protectoras

Riesgos de corrosión con aluminio:
A pesar de su capa de óxido protectora, el aluminio es susceptible a ciertos tipos de corrosión como el óxido blanco o la corrosión por contacto. Los desencadenantes son a menudo fluidos de mecanizado inadecuados para el proceso o condiciones de almacenamiento desfavorables.

Cómo los fluidos de mecanizado pueden promover la corrosión:
Varios factores en el fluido de mecanizado pueden promover la corrosión: la inestabilidad del pH, donde el valor deriva hacia rangos críticos, ataca la capa de óxido. Ingredientes agresivos como alto contenido de cloruros o sulfatos o biocidas inadecuados también pueden ser corrosivos. Además, la corrosión electroquímica (por contacto) puede ocurrir a través del contacto con metales más nobles en el sistema de refrigeración. Finalmente, una protección temporal insuficiente contra la corrosión proporcionada por el fluido de mecanizado durante el almacenamiento intermedio también puede generar problemas.

Efectos de la corrosión:
Las consecuencias van desde defectos visuales como el óxido blanco hasta problemas funcionales debido a la estructura superficial alterada y, en casos extremos, al debilitamiento del material.

Protección contra la corrosión mediante el fluido de mecanizado correcto:
rhenus TY 155 L previene la corrosión a través de medidas específicas: La formulación asegura la estabilidad del pH en el rango óptimo, evita componentes que promueven la corrosión y utiliza un paquete de inhibidores sinérgico para proteger la superficie del aluminio. Una buena filtrabilidad también ayuda a eliminar las partículas que promueven la corrosión.

Desafío 4: Formación de espuma en el fluido de mecanizado – contexto y consecuencias

Cuándo y por qué se forma la espuma:
La formación excesiva de espuma es un problema común con el suministro interno de refrigerante a altas presiones o alta turbulencia en el sistema de refrigeración. Los emulsionantes y tensioactivos contenidos en el fluido de mecanizado tienden a formar espuma estable bajo esfuerzo cortante o arrastre de aire. Esto a menudo se ve exacerbado por factores como agua blanda, alta concentración de fluido de mecanizado, diseño de sistema desfavorable o contaminantes.

Efectos negativos de la espuma en el proceso:
Las consecuencias de la formación intensa de espuma son diversas: reduce el rendimiento de refrigeración y lubricación, puede bloquear sensores, provocar el desbordamiento de depósitos o incluso paradas de máquina, y causar problemas de calidad debido a una refrigeración irregular.

Formulación del fluido de mecanizado contra la espuma:
rhenus TY 155 L está diseñado como una excelente formulación de baja espuma y buena liberación de aire. Sistemas especiales de baja espuma liberan rápidamente el aire arrastrado y previenen la formación de espuma estable, lo que asegura la fiabilidad del proceso incluso en condiciones exigentes.

Desafío 5: Gestión eficaz de virutas en el mecanizado de aluminio

El desafío de las virutas de aluminio:
El aluminio a menudo genera grandes volúmenes de viruta. Las virutas son frecuentemente largas, tenaces y tienden a enredarse, lo que complica la evacuación de la zona de mecanizado y de la máquina.

Causas del comportamiento desfavorable de la viruta:
La baja dureza и la alta tenacidad de muchas aleaciones de aluminio dificultan la rotura corta de la viruta. Esto se ve agravado por geometrías de herramienta inadecuadas, parámetros de corte inapropiados o refrigeración y lubricación insuficientes. Las virutas largas pueden entonces enrollarse alrededor de las herramientas o bloquear los sistemas transportadores.

Consecuencias de una gestión inadecuada de virutas:
Esto a menudo conduce a tiempos de inactividad de la máquina debido a transportadores de virutas bloqueados, puede causar daños superficiales por virutas arrastradas, perjudicar la refrigeración y lubricación en el filo de corte, y requiere un esfuerzo de limpieza significativo.

Cómo el fluido de mecanizado apoya la gestión de virutas:
Un fluido de mecanizado apropiado apoya significativamente la gestión de virutas, aunque solo tiene una influencia limitada en la rotura de la viruta. rhenus TY 155 L asegura una evacuación eficaz de la viruta gracias a su alto efecto de lavado, habilitado por una viscosidad y propiedades humectantes optimizadas. Su buena filtrabilidad también permite una limpieza eficiente del fluido de mecanizado. Medidas adicionales relacionadas con el proceso para promover la rotura controlada de la viruta siguen siendo importantes.

Los fenómenos descritos a menudo se refuerzan mutuamente. La reducción de la vida útil de la herramienta aumenta los costes y el tiempo de inactividad. Los problemas de calidad aumentan el desecho y el retrabajo. Las inestabilidades del proceso reducen la Eficacia General de los Equipos (OEE). En última instancia, los procesos de aluminio controlados inadecuadamente conducen a costes unitarios más altos y a una menor competitividad. La elección del fluido de mecanizado es, por lo tanto, una decisión estratégica con un impacto directo en el resultado operativo.

Domine los desafíos a través de un enfoque en dos pasos: Optimice los parámetros del proceso y seleccione el fluido de mecanizado apropiado.

Factor 1: Analizar y optimizar de forma integral el proceso de mecanizado

Importancia del análisis:
Antes de tomar medidas específicas como la selección del fluido de mecanizado, es esencial una evaluación estratégica de todo el sistema de mecanizado. El potencial de optimización a menudo reside en las interacciones complejas de los componentes individuales.

Áreas específicas de análisis:
Para una máxima fiabilidad del proceso con aluminio, es crucial evaluar las interacciones complejas. Valide la coordinación entre la aleación específica y la tecnología de utillaje empleada, incluidos los parámetros de proceso seleccionados. Evalúe críticamente la rigidez dinámica del sistema de la máquina y el amarre. Finalmente, asegure una gestión del fluido de mecanizado optimizada de forma consistente – desde el suministro y la monitorización del estado hasta la filtración y la calidad del agua.

Objetivo del análisis:
Un proceso estable y reproducible a través de componentes coordinados de forma óptima.

Factor 2: Comprender los requisitos específicos para un fluido de mecanizado para aluminio

Papel central del fluido de mecanizado:
El fluido de mecanizado es multifuncional en el mecanizado de aluminio. Una formulación inadecuada agrava los problemas. La selección requiere criterios de rendimiento específicos.

Requisitos detallados del fluido de mecanizado para aluminio:
Un fluido de mecanizado de alto rendimiento para aluminio debe combinar las siguientes propiedades:

Hemos desarrollado rhenus TY 155 L, un fluido de mecanizado miscible en agua, perfectamente adaptado a los complejos requisitos del mecanizado de aluminio. Su formulación avanzada aborda específicamente los desafíos para una máxima fiabilidad del proceso y eficiencia económica.

Abordar los desafíos del aluminio con rhenus TY 155 L

El rendimiento de rhenus TY 155 L se basa en sinergias que evitan directamente los desafíos del mecanizado con aluminio. Su paquete de aditivos EP extremadamente estable a la presión contrarresta la formación de filo recrecido, asegurando la precisión dimensional y prolongando la vida útil de la herramienta. La alta estabilidad de la emulsión, el valor de pH óptimo y el comportamiento residual optimizado ayudan contra el manchado, asegurando superficies perfectas. Un paquete especial de inhibidores junto con la estabilidad del pH protege fiablemente la superficie del aluminio contra la corrosión. Las excelentes propiedades de baja espuma y liberación de aire garantizan un funcionamiento estable incluso a alta presión, actuando contra la formación de espuma. Y para una buena gestión de virutas, la viscosidad y las propiedades humectantes optimizadas proporcionan una excelente acción de lavado.

Ventajas adicionales para aplicaciones exigentes

Más allá de las soluciones, rhenus TY 155 L ofrece otras ventajas decisivas:

El mecanizado de aluminio no tiene por qué seguir siendo un desafío. El análisis sistemático del proceso y la elección de un fluido de mecanizado tecnológicamente líder como rhenus TY 155 L conducen de forma sostenible a una mayor fiabilidad del proceso, mejor calidad de los componentes y mayor eficiencia económica.

«Con rhenus TY 155 L, ofrecemos un fluido de mecanizado sin aceite mineral que cumple los requisitos específicos de las aleaciones de aluminio sensibles a las manchas y garantiza la máxima fiabilidad del proceso en el mecanizado.» Joachim Clausen, Director de Gestión de Producto Refrigerantes en Rhenus Lub

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