sin virutas

El mecanizado sin virutas elimina o da forma al material sin generar los fragmentos de desecho, o virutas, que produce el corte convencional. En lugar de que una herramienta desprenda piezas rizadas o rotas de metal, plástico o compuesto, los métodos sin virutas deforman, extruyen o comprimen la pieza de trabajo hasta su forma final. Las técnicas comunes sin virutas incluyen el conformado en frío, el granallado, el bruñido y algunos procesos basados en la fricción.

En el conformado en frío, un punzón o matriz endurecido fuerza el material a tomar forma sin calor. Las aplicaciones típicas son la fabricación de cabezas de pernos a partir de alambre, el acuñado de bordes en chapa metálica y el abocardado de tubos. El material fluye plásticamente bajo presión; la estructura del grano se realinea, pero no sale material de la pieza. Este método funciona bien en metales dúctiles como el aluminio, el cobre y el acero con bajo contenido de carbono, donde el material puede ser empujado a formas complejas sin agrietarse. Las matrices de acero para herramientas endurecidas deben soportar enormes presiones de contacto, a menudo en el rango de 100,000 a 300,000 psi.

Cuando el proceso sin virutas tiene sentido económico

Los procesos sin virutas sobresalen cuando los residuos importan. Estampar un soporte de chapa utiliza casi todo el material; fresar la misma forma deja la mitad como chatarra. Abocardar un accesorio de tubo ahorra el orificio interno que la perforación eliminaría. En materiales caros, como barras de titanio o acero inoxidable, el costo del material ahorrado al evitar la generación de virutas justifica la inversión en herramientas. El proceso sin virutas también es más rápido que la eliminación de virutas en trabajos de alto volumen, porque las velocidades de avance pueden ser extremas y la vida útil de la herramienta suele ser más larga, ya que las temperaturas de corte se mantienen más bajas.

La contrapartida es la rigidez. Una herramienta de conformado en frío debe construirse lo suficientemente fuerte como para resistir las fuerzas sin deflexión. Las matrices y los punzones se desgastan y pueden agrietarse si la dureza de la pieza de trabajo aumenta o el material varía. Los métodos sin virutas también exigen un control más estricto sobre el material entrante: el tamaño del grano, la dureza y la condición de la superficie afectan si el material fluye como se pretende o se desgarra. El mecanizado convencional perdona mejor la variación porque la herramienta simplemente corta las irregularidades.

Sin virutas no es un proceso, sino una familia. La extrusión da forma a tubos y varillas continuamente forzando metal caliente o frío a través de una matriz. El bruñido alisa un orificio perforado o escariado haciendo rodar una bola o rodillo endurecido en su interior, comprimiendo la superficie y aumentando la dureza sin eliminar material. La forja orbital golpea una pieza en bruto entre matrices superior e inferior. Cada uno satisface diferentes necesidades de volumen y precisión, pero todos tienen como objetivo terminar una pieza con un mínimo de chatarra y la máxima eficiencia del material.