Titanio'Su baja conductividad térmica y su alta reactividad química lo hacen propenso a defectos superficiales duranteMecanizado CNC. Si bien la geometría de la herramienta y los parámetros de corte son bien conocidos, la optimización del refrigerante sigue siendo infrautilizada en la práctica industrial. Este estudio (realizado en 2025) aborda esta deficiencia cuantificando cómo el suministro de refrigerante dirigido mejora la calidad del acabado sin comprometer el rendimiento.
Metodología
1. Diseño experimental
●Material:Varillas de Ti-6Al-4V (Ø50mm)
●Equipo:CNC de 5 ejes con refrigeración por refrigerante (rango de presión: 20–100 bar)
●Métricas rastreadas:
Rugosidad superficial (Ra) mediante perfilómetro de contacto
Desgaste del flanco de la herramienta mediante imágenes de microscopio USB
Temperatura de la zona de corte (cámara térmica FLIR)
2. Controles de repetibilidad
●Tres repeticiones de prueba por conjunto de parámetros
● Insertos de herramientas reemplazados después de cada experimento
●Temperatura ambiente estabilizada a 22°C ±1°C
Resultados y análisis
1. Presión del refrigerante vs. acabado de la superficie
●Presión (bar):20 50 80
●Ra promedio (μm) :3.2 2.1 1.4
●Desgaste de la herramienta (mm):0,28 0,19 0,12
El refrigerante de alta presión (80 bar) redujo Ra en un 56 % en comparación con la línea base (20 bar).
2. Efectos de posicionamiento de la boquilla
Las boquillas en ángulo (15° hacia la punta de la herramienta) superaron a las configuraciones radiales en:
● Reducción de la acumulación de calor en un 27% (datos térmicos)
●Ampliación de la vida útil de la herramienta en un 30 % (mediciones de desgaste)
Discusión
1. Mecanismos clave
●Evacuación de viruta:El refrigerante a alta presión rompe las virutas largas, evitando así tener que volver a cortarlas.
●Control térmico:El enfriamiento localizado minimiza la distorsión de la pieza de trabajo.
2. Limitaciones prácticas
● Requiere configuraciones CNC modificadas (capacidad mínima de bomba de 50 bar)
● No es rentable para producciones de bajo volumen
Conclusión
Optimizar la presión del refrigerante y la alineación de las boquillas mejora significativamente el acabado superficial del titanio. Los fabricantes deberían priorizar:
●Actualización a sistemas de refrigeración ≥80 bar
● Realización de pruebas de posicionamiento de boquillas para herramientas específicas
Se deberían realizar más investigaciones para explorar el enfriamiento híbrido (por ejemplo, criogénico + MQL) para aleaciones difíciles de mecanizar.
Hora de publicación: 01-ago-2025
