Guía de mecanizado: Puntas de fluido de corte para operaciones de taladrado

No es ningún secreto que las herramientas de corte de metal y la sujeción de piezas de alta calidad ayudan a aumentar la productividad, pero ¿Se ha detenido por un momento a considerar que los fluidos de corte son el elemento vital de las operaciones de mecanizado CNC? Y que, sin un refrigerante limpio, de alta calidad y bien mantenido, incluso la mejor tecnología de mecanizado proporcionará resultados menos que óptimos.

Este artículo cubrirá los conceptos básicos de la selección de fluidos de corte, las mejores prácticas de mantenimiento y la vida útil de la herramienta y el cambio de juego que aumenta la productividad conocido como refrigerante de alta presión. Su enfoque principal estará en la fabricación de agujeros, pero los consejos que se dan aquí se aplican a todas las operaciones de mecanizado.

Mantenga actualizados los fluidos de corte

Para empezar, muchos talleres actualizan sus máquinas herramienta y otras tecnologías de mecanizado sin considerar si están utilizando los mejores fluidos de corte posibles. Llenar el sumidero con aceites a base de azufre o fluidos solubles en agua de antaño es un poco como poner combustible sin plomo en un automóvil deportivo de alto rendimiento: puede funcionar por un tiempo, pero eventualmente tendrá problemas de rendimiento.

Los expertos en fluidos de corte le dirán que reemplazar estos fluidos de corte obsoletos con grados semisintéticos modernos y de primera calidad ayuda a reducir los costos y mejorar la productividad. Esto se debe principalmente a los ésteres de alta lubricidad de estos fluidos, que eliminan la necesidad de parafina clorada o compuestos EP a base de azufre.

Estos ésteres crean una capa límite estrecha alrededor de las gotas de aceite, manteniéndolas intactas durante las operaciones de trabajo con metales. También mejora su lubricidad y, por lo tanto, reduce el desgaste de los cortadores y la maquinaria. Y porque es menos probable que se averíen bajo presión a las velocidades de corte y avance más altas de la actualidad. Por último, e igual de importante es su mayor respeto por los trabajadores y el medio ambiente.

Los fluidos de corte actuales también ofrecen otras ventajas. Dado que son más eficientes en la lubricación, se necesita menos concentrado cuando se mezcla un nuevo lote de refrigerante. Esto reduce los costos operativos al mismo tiempo que limita la cantidad de «alimento» para las bacterias que acechan en cualquier sumidero de máquina herramienta, lo que da como resultado un taller con un olor más agradable y sin «olor a lunes por la mañana».

Con eso, tienden a reducir la cantidad de tiempo dedicado al mantenimiento de fluidos y la limpieza del sumidero. Y dado que estos fluidos con alto contenido de éster aumentan el contenido de agua de la emulsión, mejoran su capacidad de enfriamiento, un beneficio que es fundamental durante la perforación.

La perforadora modular KSEM PLUS™ demuestra su capacidad de refrigeración interna.

Mantenga limpios los fluidos de corte

Eso nos lleva al mantenimiento. Una vez más, si no cambia el aceite de su automóvil deportivo con regularidad, se acortará su vida útil, y los líquidos de corte no son diferentes. Esto no pretende sugerir que siempre sea necesario tirar un sumidero lleno de refrigerante cansado. Por un lado, hacerlo es costoso, no solo para rellenar el tanque, sino también para eliminar el líquido de desecho.

Esta es la razón por la que muchos talleres han invertido en un dispositivo de gestión del refrigerante que facilita la limpieza del sumidero y prolonga en gran medida la vida útil del refrigerante. Existen varias marcas, pero estos «Sump Doctors» hacen que el mantenimiento de fluidos sea tan difícil como pasar la aspiradora por la alfombra de la sala de estar: solo llévelo, enchúfelo y comience a aspirar. El fluido sucio entra por un extremo y el refrigerante limpio y filtrado, listo para otros meses de trabajo con metales, sale por el otro. Y cuando finalmente llega el momento de reciclar estos fluidos de corte (un hecho inevitable de la vida útil del mecanizado), son mucho más fáciles y menos costosos de eliminar si primero se envían a través del dispositivo de limpieza que se acaba de describir.

Entre estas limpiezas de rutina, los fluidos de corte deben revisarse regularmente (cada semana es una buena idea) y controlar la dureza, los niveles de cloruro y el PH con tiras reactivas o un medidor electrónico. Los niveles de concentración también se deben medir con un refractómetro de estilo Brix, con líquido de «reposición» mezclado en consecuencia para que el sumidero vuelva a tener una proporción de concentrado a agua del 9 % al 12 % (en promedio). Y siempre asegúrese de pedirle al fabricante del fluido de corte recomendaciones de niveles de concentración y consejos de mezcla.

También es fundamental que los tornos CNC y los centros de mecanizado estén equipados con unidades de desnatado tipo correa o tubo para extraer los aceites residuales que se acumulan en todos los sumideros. Si el presupuesto lo permite, los talleres deberían considerar instalar una unidad de filtración en línea para eliminar pequeños finos metálicos. Esto extenderá la vida útil del CNC y sus herramientas de corte, y es imprescindible con nuestro siguiente consejo de inversión: refrigerante de alta presión o HPC.

Aumente la presión de los fluidos de corte

HPC es tal como lo describe su nombre: un sistema de bombeo auxiliar de alta presión que impulsa el refrigerante a través de la herramienta de corte a 300 psi o más (a menudo mucho más). Esta acción elimina el calor de la zona de trabajo mientras elimina las virutas y virutas, generalmente rompiéndolas en el proceso. Como era de esperar, HPC mejora significativamente la vida útil de la herramienta y admite avances y velocidades mucho mayores de lo que es posible con las bombas estándar que se encuentran en la mayoría de las máquinas herramienta.

Como se indicó, se necesitará una unidad de filtración para evitar dañar la bomba. Pero debido a que esto también elimina las partículas microscópicas de metal y la suciedad generada durante cualquier operación de mecanizado, la vida útil de la herramienta y la calidad de la superficie de la pieza mejoran aún más. Una vez más, asegúrese de consultar con el fabricante para obtener consejos sobre el tamaño adecuado.

Obtención de fluidos de corte a través de la herramienta

Por supuesto, el uso de refrigerante a alta presión durante las operaciones de perforación requiere que utilice la broca correcta. Olvídese de los taladros Jobbers de acero de alta velocidad (HSS) o cobalto; olvídese de Silver and Deming (S&D) o cualquier otra broca anticuada que no esté equipada con orificios de refrigeración a través de la herramienta. En su lugar, los talleres deben usar uno de los siguientes: un taladro de inserción indexable, un taladro de punta reemplazable modular o un taladro de carburo sólido diseñado para uso HPC.

El tema común aquí es el carburo, que proporciona velocidades de corte al menos cuatro veces superiores a las del HSS, más si la herramienta ha sido recubierta con TiC, TiCN, AlTiN o cualquiera de los otros recubrimientos de alto rendimiento, a menudo específicos del material, disponibles en la mercado hoy.

Cuando se combina con HPC a través de la herramienta, la productividad durante las operaciones de perforación aumenta significativamente, especialmente cuando se considera que ya no es necesario «picotear» la herramienta para limpiar las virutas. Estas ventajas ayudan a explicar por qué todos los principales fabricantes de herramientas de corte, incluido Kennametal, han dejado de producir brocas HSS en favor de herramientas de carburo sólido y con punta de carburo.

Hay un tema más que cubrir antes de cerrar esta discusión sobre fluidos de corte, y es la posibilidad de eliminar el fluido de corte por completo. Se llama cantidad mínima de lubricación o MQL. Funciona aplicando una pequeña cantidad dosificada de lubricante directamente en la zona de corte, reduciendo la fricción y, por lo tanto, el calor. Y gracias al aire a presión que lleva este lubricante, las virutas se eliminan de manera eficiente.

Las ventajas son claras. Todas las molestias y gastos de los fluidos de corte tradicionales se reemplazan por una alternativa sencilla y respetuosa con el medio ambiente. Sí, se requiere un equipo especial, al igual que las herramientas con una interfaz compatible con MQL, pero una vez más, es uno que Kennametal y varios otros proveedores de herramientas de corte pueden proporcionar.