¿Qué es el mecanizado criogénico?
El mecanizado de metales es un proceso industrial que utiliza herramientas de corte para arrancar viruta de una pieza metálica y así modificar su geometría. Los tres procesos de mecanizado más habituales son los siguientes:
Estos procesos se caracterizan por ser altamente agresivos cuando los esfuerzos mecánicos y temperatura de corte están en niveles altos.
Si se trabaja en esas condiciones, circunstancia muy habitual, tanto la herramienta de corte como la pieza mecanizada están sometidas a un estrés térmico y mecánico que pueden provocar daños en ambas partes: la pieza mecanizada tiende a sufrir cambios microestructurales y la herramienta de corte tiende a sufrir desgastes prematuros.
Con el fin de mejorar la integridad superficial de la pieza final y alargar la vida de la herramienta, es recomendable refrigerar la zona de incisión de la herramienta de corte. Para ello, es habitual emplear emulsiones de agua y aceite, comúnmente denominadas taladrinas.
La utilización de taladrinas supone aumentar el coste económico de fabricación, ya que, por ejemplo, en el sector automovilístico supone un 17% del coste de fabricación de la pieza en cuestión.
Desde un punto de vista medioambiental, por considerarse nocivas para el medioambiente, la utilización de taladrinas obliga a un reciclado de las mismas, lo que supone una responsabilidad añadida. Aun así, aproximadamente el 30% de la taladrina se pierde en forma de suciedad, limpieza de piezas y fugas.
En esta tesitura, el mecanizado criogénico se presenta como una solución alternativa para los procesos de mecanizado de metales, sustituyendo las taladrinas por gases licuados.
El mecanizado criogénico consiste en refrigerar la zona de corte mediante un chorro de gas licuado a muy baja temperatura.
Esa reducción drástica de temperatura hace que en el mecanizado de aceros a altas velocidades, donde el desgaste que predomina en la herramienta es por razones térmicas, se obtengan resultados similares o incluso mejores al mecanizado con taladrinas.
Además, al contrario que con las taladrinas, se logran piezas finales y puestos de trabajo totalmente limpios, debido a que el gas licuado se evapora a la atmosfera sin dejar rastro.
Los gases licuados más utilizados habitualmente son el nitrógeno o dióxido de carbono, siendo este último el que tiene un mayor interés industrial debido a que se mantiene en estado líquido presurizándolo a temperatura ambiente, evitando así las pérdidas durante su almacenamiento.
A la notable reducción de residuos industriales, por la utilización de CO2 en el mecanizado, se le suma la característica del reciclado de las emisiones de CO2, ya que este se obtiene principalmente como subproducto de procesos industriales primarios.
Esta tecnología lleva siendo desarrollada durante los últimos 10 años por Nippon Gases, HRE Hidraulic y LAIP, apoyados por TECNALIA y UPV/EHU. Como resultado de este trabajo se ha desarrollado la tecnología BeCold®.
La tecnología BeCold® se caracteriza por ser capaz no sólo de utilizar el CO2 como fluido de corte, sino también por combinarlo con micropartículas de aceite biodegradable como el CryoMQL, logrando así un efecto simultáneo de refrigeración y lubricación de la zona de corte, adaptándolo mejor a las necesidades del proceso.
A continuación, se resumen las ventajas del uso de la tecnología BeCold® frente a la taladrina en cuatro pilares fundamentales:
- Un aumento de la productividad de los procesos de mecanizado a través del aumento de vida de herramienta y/o disminución de tiempos de mecanizado.
- Eliminación de costes y tareas de mantenimiento de taladrinas, obteniendo además puestos de trabajo más limpios y salubres.
- Sistema de mecanizado “Plug & Play”: tecnología desarrollada para ser aplicada de forma sencilla sin la necesidad de una alta inversión para su uso.
- Consecución de procesos de mecanizado ECO2 (economía + ecología): reducción de la huella ambiental generada por los procesos sin aumentar los costes de fabricación.
La tecnología BeCold® está avalada por los buenos resultados obtenidos durante el mecanizado de diferentes materiales, abarcando desde un abanico de materiales de difícil maquinabilidad (Titanio, aceros inoxidables, aceros Ni-Cr…) hasta materiales muy blandos (aluminios, aceros dulces, plásticos…). A continuación se muestra un enlace donde se pueden consultar dichos resultados: