Mecanizado por abrasión

El mecanizado por abrasión, consiste en eliminar el material sobrante de la pieza mediante abrasivos, desgastando la pieza. Con este mecanizado somos capaces de eliminar el material sobrante en partículas muy pequeñas, obteniendo gran precisión.

Características del mecanizado por abrasión

1. Para realizar un mecanizado por abrasión es necesario el uso del mecanizado por arranque de viruta, ya que con los abrasivos no podemos eliminar gran cantidad de material.
2. El mecanizado por abrasión es una de las operaciones básicas del mecanizado más antiguas que existen. Desde la Edad de piedra ya se daba forma a las herramientas mediante fricción de unas con otras.
3. Con el mecanizado por abrasión realmente lo que hacemos es un mecanizado final de la pieza. Ya que con ello conseguimos unos acabados superficiales y geométricos de gran precisión.
4. Gracias a los abrasivos de gran dureza, ya que entre ellos esta el diamante, podemos mecanizar materiales con una alta dureza. Como: aceros templados, cementados, nitrurados, metal duro, etc. Ya que son muy difíciles de mecanizar con otros procesos de mecanizado por arranque de viruta.
5. Se consiguen operaciones de acabado de gran precisión, imposibles de conseguir con otras máquina-herramienta, con tolerancias dimensionales de 0.01 µm y rugosidades medias a 0.5 µm.

Tipos de mecanizados por abrasión

Rectificado

El rectificado es un proceso al que se suele recurrir en la etapa final de la fabricación, tras el torneado o el fresado. El rectificado, es un proceso de mecanizado que se usa  para aumentar la calidad superficial, dimensional y de forma de la pieza por medio de una muela abrasiva.

Este proceso se realiza cuando la pieza que estamos fabricando, requiere de unas medidas y unas tolerancias muy precisas. Ya sean geométricas, dimensionales o de acabado superficial.

Bruñido

El bruñido es un proceso de mecanizado por abrasión que se utiliza con piedras bruñidoras o herramientas especiales de bruñir. El proceso de bruñido se realiza generalmente para acabar superficies cilíndricas internas (agujeros). Es similar al rectificado interior pero a una velocidad mucho más baja, que permite reducir al mínimo el calor y la presión y así controlar mucho mejor la geometría y el tamaño de la pieza. Donde es más demandado el proceso de bruñido es en componentes de motores de combustión, cómo cilindros o taques entre otros.

Pulido

El pulido es uno de los mecanizados por abrasión que menos material elimina. Consiste en pulir superficies con discos o bandas abrasivas. El pulido es la ultima etapa de la fabricación del mecanizado de algunos componentes. Como por ejemplo en la fabricación de hélices y palas para el sector naval, pulido de llantas para el sector de la automoción, etc.

Lapeado

El lapeado es un proceso de mecanizado que muy similar al rectificado, pero implica un material más blando para realizar el proceso de lapeado. El abrasivo se impregna con otros materiales como cerámica o brea, que lo mantiene sujeto y le permite marcar y cortar el material más duro produciendo una superficie pulida.

En el siguiente video de la Universidad Politécnica de Valencia UPV nos explican perfectamente en que consiste el mecanizado con abrasivos.

Tipos de abrasivos en el mecanizado por abrasión

Naturales

1. Cuarzo, se utiliza en forma de granos de arena o en forma de piedra arenisca, también llamado asperón. Se encuentra en la posición 7 en la escala de Mohs. Su principal uso es el afilado de herramientas.
2. Esmeril, contiene entre un 50 y un 65% de oxido de aluminio, la alúmina, de gran dureza y gran poder de corte. Su principal uso esta en la fabricación de lijas.
3. Corindón, tiene un porcentaje de alúmina entorno al 85% por lo que posee mayor dureza que el esmeril. Se encuentra en la posición 9 en la escala de Mohs. Su principal aplicación es en las muelas abrasivas, con las que se realizan las operaciones de rectificado, entre otras.
4. Diamante, está formado por carbono puro cristalizado. Es el material más duro en estado natural, por lo que se encuentra en primer lugar en la escala de Mohs. Se emplea en forma de muelas diamantadas para rectificado y bruñido.

Artificiales

Los abrasivos artificiales  se obtienen por síntesis en hornos eléctricos. La masa fundida se cuela en los moldes siendo posteriormente triturada y molida, separadas según el tamaño del grano. Tienen la ventaja de ser más homogéneas que las naturales.

1. Corindón artificial o alumdun. Se prepara partiendo del mineral bauxita, del cual se obtiene la alúmina. Su porcentaje de oxido de aluminio es del 85%.
2. Corindón blanco sinterizado a partir de alúmina pura, mayor porcentaje de oxido de aluminio en un 90%, con lo cual obteniendo una mayor dureza que el corindón artificial.
3. Carborumdun, es el nombre comercial que se da al carburo de silicio. Su dureza supera al corindón blanco siendo 9.5 su valor en la escala de Mohs. Por lo contrario a lo que se pueda pensar, se emplea para trabajar metales no muy duros como bronce o fundición gris ala vez que plásticos y mármoles.
4. Nitruro de boro o también conocido como borazón, es un material muy duro justo por debajo del diamante. Se obtiene sometiendo el nitruro de boro a presiones elevadísimas, de hasta 70.000 bares y a temperaturas superiores a 1700ºC.

Aplicaciones más comunes del mecanizado por abrasión

•  Automoción: embragues, bombas inyectoras, tubos compresores, cilindros, camisas, bielas, etc.
•  Aeronáutica: fuselaje, acabado de las alas de los aviones, pulido de palas en sistemas de propulsión naval, etc.
•  Piezas ópticas como lentes de telescopios, y espejos.

Resumen

Cómo podéis ver el mecanizado por abrasión es un tipo de mecanizado muy interesante y que añade un gran valor a las piezas que fabricamos. Para realizar este tipo de mecanizado, tenemos que tener en cuenta de elegir el abrasivo correcto para cada material. Dejar una sobremedida adecuada para realizar este último mecanizado antes de la entrega al cliente. Tal como os indicamos en el inicio de está blog, es necesario conocer los procesos convencionales, ya que la gran mayoría de máquinas para realizar el mecanizado por abrasión, son máquinas con sistemas convencionales.