La excepcional relación entre peso y Resistencia y la elevada Resistencia a la corrosión del titanio ha favorecido el creciente uso de este importante material en múltiples sectores, no únicamente en aeronáutica.
La fabricación de piezas críticas estructurales de titanio tiene asegurado la fiabilidad y el rendimiento requeridos, a la vez que se reduce significativamente su masa. Aunque este aspecto es importante para todos los usuarios de titanio, la mayor resistencia y reducción de peso es especialmente importante en la industria aeronáutica, ya que estas ventajas mejoran el rendimiento de las aeronaves y reducen el consumo de combustible.
Las contrapartidas negativas de la utilización de titanio son los incontables problemas derivados de su baja maquinabilidad. Para las industrias del metal, la palabra “titanio” no se refiere sólo al titanio en sí, sino también a sus aleaciones. Atendiendo a sus propiedades metalúrgicas, en función de los elementos presentes en la aleación, hay diferentes grupos de titanio: titanio puro comercial (sin aleación), aleaciones α-, β-, α-β- y otras. En ocasiones se compara la maquinabilidad del titanio con la del acero inoxidable austenítico. Esta aseveración es más o menos cierta si se refiere al titanio puro comercial, pero es completamente errónea para las aleaciones α-β- y especialmente β-.
El índice de maquinabilidad depende en gran medida del tipo de titanio y de su tratamiento. En el caso del ampliamente utilizado titanio TiAl6V4 la maquinabilidad es aproximadamente un 35-40% menor que la del acero inoxidable AISI 304. Sin embargo, si consideramos la maquinabilidad de este titanio como 100%, el llamado “triple 5” (titanio 5-5-5-3), uno de los principales problemas para muchos talleres, es dos veces más difícil de mecanizar.
Los fabricantes de máquinas herramienta introducen continuamente innovaciones y desarrollos que hacen que el mecanizado de titanio sea más efectivo. Las máquinas modernas permiten al operario aplicar avanzadas estrategias de mecanizado y sistemas de producción impactantes. Sin embargo, las bajas velocidades de corte habitualmente utilizadas en el mecanizado de titanio limitan gravemente el potencial de eficiencia de la máquina, haciendo de la herramienta de corte el elemento más débil de todo el proceso de producción. En resumen, la herramienta de corte determina los límites de productividad en el mecanizado de titanio, y es por tanto el factor principal en la búsqueda de una mejora radical de esta situación.
Debido a la baja conductividad térmica del titanio, el principal problema de su mecanizado es el calor generado. Esta baja conductividad ocasiona la transferencia de considerables cargas térmicas al filo de corte de la herramienta. Asimismo, lo que es un problema menor en el mecanizado de acero, el módulo de elasticidad del titanio contribuye a generar vibraciones, lo que puede derivar en problemas de precisión y de acabado superficial.
Los fabricantes de herramientas de corte siguen poniendo el mayor énfasis en desarrollar las mejores herramientas para un mecanizado eficiente de titanio. La fabricación de piezas de titanio es un proceso en el que la relación entre la cantidad de material antes del mecanizado y el de la pieza final es significativa, con grandes cantidades de material a extraer. El peso de una pieza final de titanio puede ser del orden de un 10% del peso de la pieza original. Con frecuencia estas piezas tienen cavidades, cajeras y nervaduras que hacen que el fresado sea el principal método de mecanizado. Por todo esto, cada nueva herramienta diseñada para el mecanizado de titanio suscita un profundo interés entre la comunidad técnica global. Por tanto, los últimos productos de ISCAR, como reconocido innovador en el sector, siempre atrae la atención de todos los fabricantes relacionados con el mecanizado de titanio a nivel mundial.
El material de las herramientas de corte es un factor de vital importancia para su éxito, especialmente cuando se trata del fresado con plaquitas intercambiables de componentes de aeronáutica de materiales de baja maquinabilidad, principalmente el titanio. Para este complejo sector, ISCAR ha desarrollado la nueva calidad de metal duro IC840. La palabra “nueva” se puede aplicar a todas las características de esta calidad: un nuevo sustrato de metal duro cementado y un innovador y duro recubrimiento PVD. El sustrato es extremadamente resistente a grietas por choque térmico y el recubrimiento, de un color cobrizo, ofrece una elevada resistencia a la oxidación y a la rotura, mientras que el innovador tratamiento post-recubrimiento mejora la tenacidad general. La combinación de todos estos factores en la calidad IC840 proporciona a sus usuarios excelentes oportunidades en el fresado de titanio. ISCAR cree que esta nueva calidad será extremadamente útil para los fabricantes de piezas de titanio y aumentará el rendimiento de las fresas con plaquitas intercambiables.
Como hemos mencionado anteriormente, el fresado de titanio normalmente implica una considerable extracción de material. Los verdaderos “caballos de batalla” en este campo son las fresas multidiente con plaquitas intercambiables (fresas erizo), idóneas para el desbaste de cajeras profundas, cavidades y grandes aristas. Para estas operaciones, ISCAR ha diseñado la familia de fresas con plaquitas tangenciales HELITANG H490 y la MILLSHRED P290 para plaquitas dentadas con un eficiente efecto fragmentador de viruta. Además, la compañía ofrece la familia de fresas multidiente tangenciales HELITANG FIN, especialmente diseñada para semi-acabado.
Recientemente ISCAR ha lanzado un nuevo grupo de fresas huecas multidiente relacionadas con la conocida familia HELIQUAD. Estas fresas montan plaquitas cuadradas de una sola cara con fijación radial. ¿Por qué esta empresa, tan conocida por su compromiso de innovación en las geometrías de corte, ha diseñado nuevas fresas que montan simples y convencionales plaquitas cuadradas? Aunque engañosamente simples, las nuevas fresas multidiente tienen una estructura bien diseñada para mejorar significativamente la rigidez dinámica y la resistencia antivibratoria. Además, la fijación radial de la plaquita permite la existencia de canales voluminosos que facilitan la evacuación de viruta en caso de elevados índices de extracción de metal. Las herramientas de los diámetros más populares también disponen de conductos de refrigeración interna, especialmente diseñados para alta presión de refrigerante. Incluso estas “simples” plaquitas cuadradas se caracterizan por su vanguardista geometría de corte, excelente para un efectivo fresado de titanio.
Así pues, si las fresas HELITANG H490 y MILLSHRED P290 están diseñadas para un desbaste productivo y las HELITANG FIN para un fresado de semi-acabado de calidad, las nuevas fresas huecas multidiente HELIQUAD (en realidad, HELIQUAD) ofrecen un fresado de elevada eficiencia, con una calidad superficial muy cercana al semi-acabado.
ISCAR ha lanzado recientemente la familia de fresas integrales Ti-TURBO en una gama de diámetros de 6 a 20 mm. La nueva familia ha sido diseñada para operaciones de acabado y para el mecanizado a alta velocidad de ranuras principalmente, aplicando la técnica de fresado trocoidal. En esta técnica la fresa trabaja con pequeños anchos y grandes profundidades de corte siguiendo una trayectoria marcada por una curva trocoide. En estas condiciones la herramienta corta el metal con un elevado índice de extracción. El ángulo de entrada es pequeño, generando virutas finas. El resultado es una espectacular disminución de la carga térmica en la herramienta. Las fresas integrales Ti-TURBO, con exclusivo diseño patentado, tienen 7 ó 9 labios variables con paso diferencial (similar al de las herramientas integrales CHATTERFREE) que garantizan una impresionante resistencia a las vibraciones. Por este motivo la nueva familia está considerada como la mejor opción en el fresado de titanio.
Las versátil línea de herramientas MULTI-MASTER con cabezas intercambiables ha sido reforzada con unas nuevas cabezas de fresado de gran avance de 6 labios y agujero central de refrigeración. El sustrato de metal duro de grano ultra fino de las cabezas, con la protección de la avanzada tecnología de recubrimiento AL-TEC, proporciona una inmejorable tenacidad y resistencia al desgaste. Las nuevas cabezas se utilizan para un fresado de gran avance altamente productivo, con significativas reducciones en la duración del ciclo en operaciones de desbaste.
Los fabricantes de componentes de titanio plantean continuamente nuevos requisitos a los productores de herramientas de corte. Para responder a estas demandas, los fabricantes de herramientas están acostumbrados a pensar sistemáticamente de manera revolucionaria. El prolífico Departamento de I+D de ISCAR colabora estrechamente con múltiples fabricantes de piezas de titanio para garantizar la continuidad del liderazgo de la empresa en este sector en pleno auge.
