¿Qué es el rectificado Blanchard?

En este artículo vamos hablar sobre una máquina tan interesante, como desconocida en muchos casos y con una larga historia a sus espaldas. Hablamos de la rectificadora Blanchard y su proceso de rectificado.

Puede que te suene su nombre, aunque no sepas de la máquina y del proceso que vamos hablar en este artículo.

Como es habitual, en Formación Mecanizado, vamos a enseñarte en que consiste, tanto está máquina, como el proceso de rectificado que realiza. Antes de comenzar con la explicación de la rectificadora Blanchard, vamos a ver su historia y como fueron sus comienzos en la industria manufacturera.

Historia del rectificado Blanchard

Como en muchos de los casos, que se han dado en la creación de máquinas a lo largo de nuestra historia, la rectificadora Blanchard nació de una necesidad de fabricación. La principal necesidad, que tenía la industria manufacturera, es que no existía una máquina, que fuera capaz de poder rectificar grandes superficies, con una gran precisión.

Durante las décadas de 1890 y 1900, la empresa Blanchard Machine Company, fabricaba equipos de transmisión de energía, incluidos motores para barcos y motores de cogeneración de energia. Blanchard Machine Company era una especie de taller de mecanizado, que aceptaba contratos para producir, casi cualquier cosa siempre que fuera capaz de fabricarse.

Uno de estos contratos que tenía Blanchard Machine Company, se trataba de la fabricación de un conjunto hidráulico, que incluía un conjunto de placas para válvulas. Estas piezas en concreto, tenían unas tolerancias muy estrechas, en cuanto a su planitud y paralelismo. 

Además, la pieza requería de una rugosidad superficial muy baja, ya que, con esas tolerancias, nos aseguramos de que el conjunto hidráulico fuera estanco, sin ausencia de fugas, garantizando una larga vida útil del conjunto hidráulico.

Imagen de una pieza de grandes dimensiones, rectificada en una rectificadora Blanchard.
Imagen de una pieza de grandes dimensiones, rectificada en una rectificadora Blanchard.

En aquellos años, no existían máquinas disponibles, que fueran capaces de conseguir y garantizar esas tolerancias en piezas de tamaño medio y grande. Esto provocó una gran frustración del gerente de la empresa Winslow Blanchard, ya que los sobrecostos en el proyecto, eran desmesurados y el proyecto parecía destinado al fracaso.

Ante este problema, el gerente de la empresa Winslow Blanchard, propietario de Blanchard Machine Company, asigno a uno de sus ingenieros, la tarea de idear un método o una máquina, que fuera capaz de producir dichas placas del conjunto hidráulico, con las tolerancias requeridas por el cliente.

Imagen de varias piezas rectificadas, en una rectificadora Blanchard.
Imagen de varias piezas rectificadas, en una rectificadora Blanchard.

El ingeniero mecánico Henry K. Spencer, recién graduado, fue el encargado de recibir la desafiante tarea, de desarrollar una maquina, que fuera capaz de producir esas piezas con sus tolerancias. 

Pasaron 6 meses, desde aquel día en el que Winslow Blanchard, asignará esta tarea a Henry K, Spencer, cuando desarrollo la primera rectificadora superficial rotativa vertical del mundo. La máquina tenía un diseño y ejecución rudimentarios, pero la idea era clara desde el primer momento.

El rendimiento de la máquina fue tan espectacular que se permitió tiempo adicional, para poder realizar pequeñas mejoras en su desarrollo. Así fue como nació la primera rectificadora rotativa vertical del mundo, la primera rectificadora Blanchard en 1909.

Cuando se fabricó la primera máquina, enseguida se corrió la voz muy deprisa y no tardaron en llegar a Blanchard Machine Company, a realizar consultas sobre esta nueva máquina herramienta. Desde entonces Blanchard Machine Company, se dedicó a fabricar rectificadoras superficiales rotativas verticales.

Primera rectificadora Blanchard

La primera rectificadora Blanchard, tenía una muela abrasiva de 16 pulgadas (406,4 mm) y una mesa magnética de 26 pulgadas (660,4 mm) de diámetro. La máquina era sencilla, pero efectiva. La rectificadora se llamaba No. 16 (número 16 en español), haciendo referencia a su superficie de trabajo de 16 pulgadas.

El rendimiento de esta rectificadora superficial rotativa vertical, era tan grande en aquel entonces, que fue capaz de reducir el tiempo de pulido a una décima parte de lo que se conseguía, con los medios disponibles en aquellos años. Toda una proeza.

Imagen de una rectificadora Blanchard, en funcionamiento.
Imagen de una rectificadora Blanchard, en funcionamiento.

En la primera rectificadora Blanchard, se hicieron pruebas con diversos materiales. Se rectificaron piezas fundidas en bruto y se dieron cuenta, de que el abanico de la rectificadora Blanchard era mucho mayor del que ellos pensaban. 

Con esta rectificadora, fueron capaces de ahorrar en altos precios de producción. Tras 4 años de trabajo de diseño, experimentación y funcionamiento, lanzaron al mercado la rectificadora Blanchard No. 10 (número 10).

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Piezas de oxicorte, sobre la mesa magnétrica de una rectificadora Blanchard, antes de comenzar el proceso de rectificado.
Piezas de oxicorte, sobre la mesa magnétrica de una rectificadora Blanchard, antes de comenzar el proceso de rectificado.

Rectificadora No. 10 Blanchard

La rectificadora Blanchard No. 10 fue la versión mejorada de la N0. 16. Tenía un plato magnético más pequeño de 10 pulgadas (254 mm) y un peso mayor en comparación con la No. 16. A pesar de ser más pequeña, seguía teniendo la misma eficiencia que su compañera la No.16.

La rectificadora N0.10 era efectiva en el proceso de rectificado de troqueles, punzones y otras herramientas de tamaño pequeño.

En aquel entonces, también estaba disponible una rectificadora Blanchard de grandes dimensiones No. 27, tenía un plato magnético de 27 pulgadas (685,8mm). Más tarde se realizaron diferentes rectificadoras Blanchard, que llegaron a tener unas dimensiones de hasta 157 pulgadas (4.000 mm aproximadamente).

Imagen de una pieza circular de grandes dimensiones, rectificado en una rectificadora Blanchard.
Imagen de una pieza circular de grandes dimensiones, rectificado en una rectificadora Blanchard.

¿Cómo funciona una rectificadora Blanchard?

La rectificadora Blanchard, es una rectificadora rotativa vertical. Su funcionamiento, es muy similar al de un torno vertical, lo único que las muelas abrasivas, giran en dirección opuesta al giro del plato magnético.  Con este sistema, obtenemos un rectificadora rápido, preciso y eficiente.

En sus inicios se usaba, como herramienta de desbaste, gracias a su eficiencia, tanto en materiales ferrosos como no ferrosos. Las muelas que utiliza una rectificadora Blanchard, no son como las circulares típicas que conocemos hoy en día. Esta rectificadora, usa segmentos de muelas, que van acopladas al cabezal, como si fuera una dentadura.

Imagen de una rectificadora Blanchard de 60 pulgadas, con varias placas rectificadas.
Imagen de una rectificadora Blanchard de 60 pulgadas, con varias placas rectificadas.

El principio de funcionamiento de la rectificadora Blanchard, es el mismo que el de cualquier otra rectificadora, dónde el mecanizado por abrasión hace su función.

Para controlar el material quitado por la rectificadora, controlamos los parámetros de velocidad avance del cabezal con los segmentos de las muelas y la velocidad de giro del plato magnético. Su dibujo circular, sobre las piezas rectificadas, con una rectificadora Blanchard, es muy característico.

Por eso desde Formación Mecanizado, queríamos conocer más a fondo este proceso, ya que hace tiempo vimos una pieza de tamaño grande, con unas marcas en su superficie, muy agradable a la vista. 

¿Cómo son las muelas abrasivas en una rectificadora Blanchard?

En una rectificadora Blanchard, no tenemos una muela abrasiva, tal cual la conocemos como en la rectificadora tangencial o en la rectificadora cilíndrica. En la rectificadora Blanchard, tenemos unos segmentos, que trabajan de forma vertical.

Muela en forma de segmento, para usar en la rectificadora Blanchard.
Muela en forma de segmento, para usar en la rectificadora Blanchard.

Las muelas se encuentran todas a la misma altura y las muelas podemos decir que es como si fuera una dentadura. Gran parte de las marcas que hace, en el proceso de rectificado Blanchard, es por los cortes discontinuos que se realizan en el rectificado, por tener varias muelas. 

En gran parte, este proceso de rectificado, no es tan preciso debido a estos segmentos. Si tuviéramos, por ejemplo, una muela con forma circular o de anillo, podríamos conseguir un proceso con mayor precisión. 

Principios de la rectificadora Blanchard

Los principios de la rectificadora Blanchard, fueron todos en sistemas convencionales. Esta rectificadora tiene dos motores eléctricos independientes, uno para la mesa magnética y otro para el cabezal. Gran parte de su eficiencia es a este sistema ya que no hay trayectorias perdidas en el rectificado, como puede ser en un proceso de rectificado convencional, dónde la muela tiene que salir de la pieza, para poder avanzar en el eje Y de la misma.

Gracias a la rectificadora Blanchard, se han podido conseguir tolerancias geométricas estrechas de paralelismo en piezas de tamaño grande principalmente. Podremos ver en las imágenes, que hay piezas rectificadas, que superan los 2 metros de altura.

Pieza de 2500 mm de diámetro, rectificada en una rectificadora Blanchard.
Pieza de 2500 mm de diámetro, rectificada en una rectificadora Blanchard.

La rectificadora Blanchard, tuvo diferentes diseños, ya que se diseñó una rectificadora vertical, con el mismo sistema, pero siendo paralela en vez de rotatoria. Pudiendo llegar a crear líneas automatizadas de rectificado vertical.

En el rectificado Blanchard, el calor generado por el proceso de abrasión, se distribuye por la superficie de la pieza, además, es enfriando por agua de presión forzada, entre la pieza y las muelas. La pieza por la fuerza centrífuga, absorbe el calor del rectificado, a medida que se va arrancando el material.

Uno de los aspectos más importantes, a la hora de manejar una rectificadora Blanchard, es conseguir un equilibrio en las velocidades de avance. Conseguir el equilibro entre la velocidad de avance de la mesa y la velocidad de la muela.

Las rectificadoras Blanchard, vienen equipadas de un amperímetro. Esta medición es una buena manera de controlar el trabajo realizado por la amoladora. Los medidores normalmente indican el porcentaje de carga o algunos miden el amperaje real del motor. Los medidores que leen el porcentaje de carga son más comunes y tienen escalas codificadas por colores y tienen una lectura máxima del 150%. 

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Las cargas porcentuales del motor en las amoladoras Blanchard pueden funcionar con una carga del motor del 120% al 135%, mientras que las amoladoras Mattison pueden funcionar con una carga del motor del 85% al 105%.

La naturaleza de la pieza, el área de contacto, los avances y las velocidades influyen en la carga del motor. En circunstancias normales, se debe intentar hacer funcionar la amoladora con la carga de motor más alta posible.

Imagen de una pieza rectificada en una rectificadora Blanchard
Imagen de una pieza rectificada en una rectificadora Blanchard

Selección de las muelas abrasivas en una rectificadora Blanchard

Un proceso de rectificado eficiente requiere, que se utilice el abrasivo adecuado que mejor se adapte al tipo de trabajo y al tipo de material. Las muelas abrasivas para este tipo de rectificadoras pueden ser muelas sólidas o muelas segmentadas. Aunque por norma general, veremos muelas segmentadas en la rectificadora Blanchard.

Las muelas abrasivas, están hechas de granos abrasivos, que son los materiales que realizan el corte real y los materiales de unión que mantienen unida a la muela. Los materiales abrasivos suelen ser formas de óxido de aluminio o carburo de silicio y los materiales aglutinantes suelen ser vitrificados o resina.

La elección del grano abrasivo normalmente viene determinada por el material a rectificar. Los granos, a través de su química, tienen propiedades variables como su dureza, tamaño del grano, porosidad, y la forma de la muela, entre otros. Estos se adaptan a las propiedades físicas del material que se tenemos que rectificar para usar la muela adecuada, para cada material.

Si de lo contrario usamos, por ejemplo, una muela para rectificar acero en un proceso de rectificado de acero templado, no vamos a conseguir ni el proceso adecuado ni un proceso eficiente.

El grano también está disponible en una amplia gama de tamaños de partículas, lo que se denomina tamaño de grano. Esto también se adapta tanto al material de la pieza como a la tolerancia de la operación para proporcionar resultados óptimos, donde se utilizan granos más gruesos para materiales blandos y una alta eliminación de material.

El aglutinante es el pegamento que retiene el grano abrasivo en la rueda. Las calidades «más duras» retienen el grano con más firmeza que las calidades «más blandas». Los bonos vitrificados son bonos similares al vidrio cocidos a temperaturas muy altas.

Los enlaces de resina suelen ser resinas de fenol/formaldehído que se hornean a temperaturas relativamente bajas, esta resina es conocida como baquelita.

¿Cómo se colocan las piezas en una rectificadora Blanchard?

Para que la rectificadora Blanchard, funcione adecuadamente, hay estudios que indican que con una carga de entre el 35 al 50% de la mesa, la máquina funciona en perfectas condiciones. Esto se debe al mecanizado por abrasión, con mayor carga de ese porcentaje, la muela trabaja de una forma más dura y la rectificadora vaya más lenta de la velocidad programada. 

Un dato importante a tener en cuenta, en la rectificadora Blanchard, es en colocar las piezas de forma concéntrica y verificar que las muelas van a tocar en toda la superficie de las piezas. Tenemos que pensar que estamos trabajando con un torno vertical.

Rectificadora Blanchard, con varias piezas sobre su mesa magnética.
Rectificadora Blanchard, con varias piezas sobre su mesa magnética.

Podemos colocar las piezas de la geometría que tenga, pero de forma circular y de forma concéntrica con el centro del plato magnético. De cara al rectificado, nos va a dar igual que la pieza tenga una forma poligonal, redonda, cuadrada o cualquier otro tipo de forma. 

El rectificado Blanchard, es aconsejable para piezas grandes. Imaginemos que tenemos un plato de fresar de gran tamaño, para que el plato trabaje adecuadamente, tenemos que tener como mínimo un 60-70% del plato en contacto con la pieza. Con el rectificado Blanchard, pasa exactamente lo mismo. Cuanto más grande sea la pieza, acorde al tamaño de la máquina, más eficiente será el proceso de rectificado. 

Las medidas de las rectificadoras Blanchard, admiten desde 6 pulgadas de diámetro (152,4 mm), hasta 120 pulgadas (3.048 mm).

Ventajas del rectificado Blanchard

Una de sus principales ventajas, es su eficiencia. Esto es gracias a sus motores independientes, con los que podemos ajustar sus parámetros de forma precisa. Las rectificadoras Blanchard, permitían además de rectificar aceros y fundiciones de hierro, permiten rectificar otros materiales.

Los plásticos o materiales no ferrosos como el aluminio, se pueden rectificar en una rectificadora Blanchard. Por su parte rectificar estos materiales, es más costoso y más lento en comparación con los materiales ferrosos, se debe principalmente a que el proceso de abrasión es más lento y las muelas para rectificar son más caras.

Además, necesitaríamos de un sistema distinto de amarre, para poder amarrar estos materiales.

Placas rectificadas en una rectificadora Blanchard.
Placas rectificadas en una rectificadora Blanchard.

La rentabilidad del rectificado Blanchard, es posiblemente su ventaja estrella, entre estas. El diseño del proceso de rectificado, hace que pueda eliminar fácilmente cualquier material ferroso y el diseño de diferentes tamaños de máquina, hacen que sea posible rectificar grandes superficies, sin mucha complejidad.

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Una ventaja interesante del rectificado Blanchard, es que este proceso, era una alternativa al cepillado, pero con un ahorro muy importante, tanto de tiempo como de precio. 

Con los años la rectificadora Blanchard, se ha actualizado y en algunas máquinas se llegaron a incorporar el CNC, verás en las imágenes que una de ellas lleva un control CNC FANUC.

Rectificadora Blanchard con control CNC Fanuc.
Rectificadora Blanchard con control CNC Fanuc.

¿Qué materiales se pueden rectificar en una rectificadora Blanchard?

En el rectificado Blanchard, tenemos un gran abanico de materiales que podemos rectificar. Los metales ferrosos, como acero, acero inoxidable y hierro fundido, son más fáciles de mecanizar;  ya que gracias al plato magnético, podemos obtener unas tolerancias más precisas, ya que agarramos de manera más eficiente las piezas.

Sin embargo, en el rectificado Blanchard, se pueden rectificar materiales no ferrosos, como el bronce, el aluminio o el cobre.

Rectificadora vertical tipo Blanchard, pero de forma perendicular en vez de rotativa como el diseño de Blanchard Company.
Rectificadora vertical tipo Blanchard, pero de forma perendicular en vez de rotativa como el diseño de Blanchard Company.

Podemos rectificar piezas que vienen directamente de la fundición, ya que podemos eliminar toda la cascara generada por la fundición en muy poco tiempo, gracias al rectificado Blanchard. Los materiales duros, como el acero templado o los aceros de alta velocidad, son recomendables para el rectificado Blanchard.

Gracias a su diseño, permite eliminar el material de forma rápida, gracias al diseño de esta rectificadora. Además, en la rectificadora Blanchard, se puede rectificar plásticos, es un proceso lento y costoso, ya que requiere de unas muelas distintas a las de los otros materiales, pero a pesar de ello, lo podríamos hacer. 

Desventajas del rectificado Blanchard

El proceso de rectificado Blanchard, como indicamos al principio de este artículo, comenzó en 1909. Aunque la rectificadora Blanchard veamos que es muy eficiente, lo cierto es que no consigue llegar a la precisión, equiparable al rectificado de precisión.

La precisión de una rectificadora Blanchard, es de 0.025 mm (0.001 pulgadas). Si lo comparamos con las rectificadoras CNC, de hoy en día, esas tolerancias son demasiado grandes. La verdad que desconocemos, si con la aplicación del CNC, en esta máquina habrá mejorado su precisión, que en principio debemos de pensar que sí.

Otro de las pequeñas desventajas que tiene el rectificado Blanchard, son su sello de identidad, las marcas. El rectificado Blanchard, deja unas pequeñas marcas en las piezas rectificadas. Visualmente, no hemos podido llegar a analizarlo físicamente con rugosímetro.

Aunque en aplicaciones dónde se requiere una rugosidad superficial baja, el rectificado Blanchard, no consigue llegar y es necesario realizar procesos de rectificado de precisión, en otras máquinas.

Aplicaciones del rectificado Blanchard

El rectificado Blanchard, entre sus aplicaciones podemos destacar las de gran tamaño, ya que este proceso de rectificado, está limitada en cuanto a sus tolerancias. Si te dedicas al sector de moldes y matrices, es muy probable que estes familiarizado con este proceso de rectificado.

De hecho, cuando lo vimos por primera vez, fue en un porta matriz. Otra de sus aplicaciones más comunes, son en piezas de tamaño grande que sea fundidas y/o forjadas. Piezas de gran tamaño, dónde el proceso de rectificado, no requiere una alta precisión.

Los materiales que se encuentran en formato de placa o plancha de gran tamaño, se realiza el proceso de rectificado Blanchard, entre sus aplicaciones podemos destacar en troquelería y matricería. Una aplicación interesante de este rectificado, es que este proceso, era una alternativa al cepillado, pero con un ahorro muy importante, tanto de tiempo como de precio. 

Resumen

Como podéis ver, este proceso de rectificado, es muy interesante. Sobre todo, el tener un problema, para crear una solución y continuar con el trabajo. Muchas de las maquinas-herramientas que conocemos, hoy en día. Han seguido el mismo camino, que la rectificadora Blanchard. Tener una necesidad de fabricación, diseño o conseguir unas tolerancias muy ajustadas, como era en el caso de Blanchard Machine Company.

Hoy en día las rectificadoras Blanchard, han sufrido algunas modificaciones con la ayuda del CNC. En la actualidad la empresa Bourn & Koch, vende rectificadoras Blanchard con CNC, en los Estados Unidos. En España y en otros países de habla hispana, no sabemos de fabricantes, que comercialicen este tipo de rectificadoras.

Aunque cabe destacar, que existen otros fabricantes con diseños similares a los de Blanchard Machine Company, en cuanto a sus rectificadoras.

Esperamos que este artículo os haya resultado interesante, y si no conocías nada sobre el rectificado Blanchard, hemos podido darte una pequeña información sobre este proceso y esta máquina herramienta. Nos vemos en la próxima!

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