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Una máquina de 5 ejes impulsa la producción de componentes para motores aeronáuticos

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Silcoms, un proveedor británico especializado en la industria aeroespacial de componentes y conjuntos de anillos de motor aeronáuticos de aleación de níquel, titanio, acero inoxidable y aluminio, incluidos sellos, cubiertas, segmentos y carcasas, obtuvo un contrato adicional en 2018 para suministrar un complejo sello de ventilador rotativo para un programa de motores para grandes aeronaves civiles.

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Se necesitaba capacidad adicional en la fábrica de Bolton de Silcoms para hacer frente al aumento de la carga de trabajo. Mientras investigaba e instalaba el nuevo equipo, el director gerente Jim Hill aprovechó la oportunidad para desarrollar una nueva ruta de proceso para acelerar la producción de las piezas rotativas de titanio, manteniendo al mismo tiempo las estrechas tolerancias necesarias.

El nuevo método de fabricación se basa en la utilización de un centro de mecanizado de 5 ejes Hermle C 50 UMT de construcción alemana, equipado con una mesa de torsión para realizar operaciones de torneado en ciclo. La máquina, suministrada por Kingsbury, el único agente de ventas y servicio en el Reino Unido, Irlanda y Oriente Medio, realiza ahora tres operaciones en dos configuraciones que antes requerían cinco operaciones en tres máquinas diferentes. El tiempo de piso a piso se reduce drásticamente y menos configuraciones significan que el riesgo de error de tolerancia acumulativa es mínimo.

Mecanizado a partir de una forja de titanio, el sello del ventilador de 1.015 mm de diámetro tiene que ser torneado a un espesor final de pared de 3 mm. Es crucial controlar la precisión dimensional así como evitar la distorsión.

Después de varias etapas preparatorias de mecanizado, el centro de torneado-fresado de Hermle realiza las cinco operaciones siguientes en dos configuraciones en un plazo de 20 horas. El semiacabado y el torneado de acabado se han comprimido en una sola operación en cada lado. Durante la segunda sujeción del Hermle, se completan las operaciones de torneado y fresado. Estos ciclos prismáticos se realizaban anteriormente en un centro de mecanizado de 5 ejes en la obra. Las características dimensionales críticas se mantienen a ± 20µm en todo el diámetro de la pieza.

Las operaciones posteriores siguen siendo las mismas, es decir, la prueba de equilibrio y el mecanizado para corregir cualquier desequilibrio, el tratamiento de la superficie y el torneado final para restaurar la superficie del sello.

"La consolidación del torneado y el fresado en una sola máquina tiene beneficios significativos para nosotros", comenta Hill. "Además de una reducción en el manejo de los componentes y una mejora en la precisión, reduce el tiempo de espera para convertir una forja de titanio en un sello terminado y reduce el número total de herramientas que necesitamos.

"Alrededor del 90% de los mecanizados en el Hermle giran, por lo que queríamos estar seguros de que la tabla de par de la C 50 UMT estaba a la altura de las circunstancias, teniendo en cuenta que el titanio es un material resistente de cortar. Una demostración en la fábrica de Hermle en Gosheim nos convenció de que la máquina era ideal para esta tarea, a lo que se suma la excelente reputación del fabricante por su calidad, fiabilidad y servicio, al igual que la del agente en el Reino Unido, Kingsbury"

También aconsejó que es posible optimizar las condiciones de giro utilizando plenamente la capacidad de 5 ejes del Hermle. A medida que las piezas aeroespaciales se diseñan con características cada vez más complejas, esta capacidad y versatilidad son estratégicamente importantes.

La especificación del Hermle C 50 UMT incluye un husillo de 12.000rpm/56kW/356Nm, un amplio rango de giro del muñón de +100°/-130°, una tabla de par de 500rpm, recorridos de eje de 1.000 x 1.100 x 750mm y una aceleración de 6m/s2 en cada eje hasta una velocidad de marcha rápida de 60m/min en X e Y, y de 55 m/min en Z. La medición absoluta de todas las posiciones de los ejes es retroalimentada a la unidad de control de control Siemens Sinumerik 840D.

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