Modelo de colaboración propio para la Gestión Integral de la Innovación Tecnológica.
Dispositivo de torneado asistido por ultrasonidos para sector aeronáutico
Los materiales termoresistentes como las superaleaciones de base níquel y las aleaciones de titanio se emplean principalmente en el sector aeronáutico, para la fabricación de componentes críticos de motores aeronáuticos como carcasas y discos. Debido a la gran capacidad de dichas aleaciones para soportar cargas termo-mecánicas, éstas resultan en un reto para su mecanizado. La productividad de un proceso de mecanizado está íntimamente ligada a la tasa de arranque de material (Material Removal Rate- MMR). En este tipo de materiales, debido a las elevadas tasas de desgaste y fuerzas de corte generadas durante el mecanizado, la tasa de arranque de material generalmente empleada resulta muy inferior a mecanizados de materiales convencionales, resultando en elevados tiempos y costes de mecanizado.
En este contexto, el Mecanizado Asistido por Ultrasonidos presenta cualidades que lo hacen especialmente adecuado para superar las limitaciones asociadas al mecanizado de estos materiales. Esta técnica consiste en dotar a la herramienta de una vibración de alta frecuencia (20-50kHz) durante el proceso de mecanizado. Las principales ventajas de este método son la reducción del desgaste de la herramienta, la disminución de las fuerzas de corte y la mejora de la integridad superficial en los mecanizados.
El presente proyecto plantea el desarrollo de un sistema industrial de torneado asistido por ultrasonidos orientado al torneado de piezas aeronáuticas para su implantación en los nuevos tornos de DANOBAT y que permita mejorar su posición tecnológica en el sector torneado para aplicaciones aeronáuticas.
- Análisis del proceso de torneado por ultrasonidos: Estudiar el comportamiento torneado asistido por ultrasonidos en materiales de difícil maquinabilidad, como aleaciones termoresistentes base níquel y aleaciones de titanio, y las ventajas que este ofrece frente a las condiciones de trabajo convencionales.
- Desarrollo de un accionamiento de ultrasonidos: Diseño, fabricación y puesta a punto del dispositivo industrializable capaz de dotar a la herramienta de una vibración de naturaleza ultrasónica.
- Implementación en un torno de DANOBAT del sistema de torneado asistido por ultrasonidos: Instalación del dispositivo en tornos industriales para disminuir los tiempos de ciclo, coste y energía empleada durante la fabricación de componentes de motores aeronáuticos.
- Optimización del mecanizado mediante la técnica de torneado asistido por ultrasonidos: Incrementar la tasa de arranque de material para conseguir menores tiempos de ciclo sin sacrificar la calidad final en el mecanizado de piezas compuestas por materiales aeronáuticos como el Inconel 718 o el Titanio grado 5 (Ti6Al4V).
- Un equipo robusto para el torneado asistido por ultrasonidos que podrá ser comercializado por parte de DANOBAT como un extra de sus tornos, especialmente los orientados al mecanizado de componentes de motores del sector aeronáutico. Se han identificado las ventanas de proceso en las que el torneado asistido por ultrasonidos permite reducir fuerzas de corte y desgastes de herramienta durante el mecanizado de aleaciones termoresistentes.
- La implementación del conocimiento del proceso de torneado asistido por ultrasonidos en una herramienta de software para la definición de procesos de mecanizado de alto rendimiento de piezas compuestas por Inconel 718 o el Ti6Al4V.
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