La microbroca CoroDrill® 862 con filo de diamante policristalino (PCD) tipo vena ofrece a los fabricantes una nueva alternativa

¿Puede ser ecológica la relojería de lujo? Aunque la exigencia es cada vez mayor para que las firmas de relojería sean más sostenibles, estas deben crear también obras maestras de microingeniería con algunos de los materiales más tenaces del mundo como, por ejemplo, la cerámica. Pero estos materiales pueden causar serios problemas en lo que respecta a la vida útil. En este artículo, James Thorpe, director global de productos de la empresa líder en corte de metal, Sandvik Coromant, explica cómo las herramientas avanzadas, incluidas sus propias microbrocas CoroDrill® 862, ofrecen una mayor resistencia al desgaste para disfrutar de una producción más sostenible.

Quizá el ejemplo reciente más extremo de relojería sostenible sea el bautizado como «Garbage Watch» de Vollebak, una marca de ropa británica de diseño radical que fabrica prendas y accesorios con materiales emergentes, y tecnologías y procesos nuevos. Vollebak afirma que sus productos son «productos del futuro», pero al mismo tiempo sostenibles. A pesar de su nombre, el «Garbage Watch» es un codiciado artículo hecho a medida que ha aparecido en las principales publicaciones de diseño del mundo.

«Pensé que tenía que poder fabricar un reloj con desechos electrónicos», explicaba Nick Tidball, cofundador de Vollebak a la revista Esquire a principios de este año. En el artículo de Esquire se mencionan las conclusiones del informe del Global E-waste Monitor de las Naciones Unidas, según el cual en 2019 se generó un récord de 54 millones de toneladas de residuos electrónicos en todas las industrias a nivel mundial, lo que supuso un aumento del 21 % en cinco años. De estos residuos electrónicos se recuperaron metales preciosos por valor de 1700 millones de dólares, pero esta cifra supuso únicamente el 17 % de la cantidad total reciclable. El valor global de los metales preciosos estaría cercano a los 10 000 millones de dólares.

Esta cifra muestra hasta qué punto la industria se está quedando atrás en el aprovechamiento de los residuos electrónicos reciclables. Pero se están dando pasos para corregirlo, incluso por parte de las firmas de relojería. Fijémonos en otro material de desecho electrónico, la cerámica, compuestos sólidos formados en gran parte por componentes inorgánicos y no metálicos unidos por fuertes enlaces químicos. Son totalmente reciclables y cada vez más populares entre los diseñadores de relojes. Según SwissWatchExpo, entre las ventajas de la cerámica se incluyen su excepcional dureza, sobre todo en comparación con el acero y el oro, y que es un buen material para los relojes negros, que siguen ganando en popularidad.

Pero la cerámica resulta, a menudo, difícil de mecanizar. Según ha confirmado un estudio del departamento de ingeniería mecánica del BMS College of Engineering de Karnataka (India): «El mecanizado de cerámica también genera daños en la superficie, el desgaste excesivo de la herramienta y el astillamiento del filo al mecanizar con técnicas convencionales». Y continúa: «Las técnicas no convencionales, como la electroerosión (EDM) o el mecanizado por chorro de agua abrasivo se caracterizan por un mal acabado superficial y una aparición excesiva de picaduras, respectivamente».

El informe del BMS College señala que los principales retos del mecanizado de la cerámica son lograr la precisión dimensional y minimizar los daños colaterales como, por ejemplo, las grietas en la superficie, y ninguno de los dos obstáculos favorece una fabricación sostenible. ¿Cómo pueden superar estos retos las firmas de relojería?

Taladrado de cerámica
La respuesta consiste en unas herramientas más resistentes al desgaste. Sandvik Coromant ha desarrollado su oferta de herramientas introduciendo dos nuevas gamas de microbrocas en su cartera de productos: CoroDrill® 462 con la geometría -XM y CoroDrill® 862 con la geometría -GM, ambas disponibles en una amplia gama de diámetros y longitudes. Estas herramientas están diseñadas para el mecanizado de precisión en industrias en las que se trabaja con piezas pequeñas, además de ofrecer un rendimiento más sostenible.

En particular, cada herramienta está diseñada para ofrecer unas propiedades de resistencia al desgaste superiores y un rendimiento excepcional en materiales complicados en todas las áreas de aplicación ISO, incluidas la ISO P, M, K, N, S, O y H. Estas propiedades se optimizan con la opción de adquirir la microbroca con un filo de diamante policristalino (PCD) tipo vena. Basándose en pruebas de brocas de PCD realizadas con éxito en micropiezas de platino, Sandvik Coromant ha determinado que el PCD es hasta 100 veces más resistente al desgaste que el metal duro y, además, es más preciso y puede producir tolerancias más ajustadas que las herramientas de este material.

Las herramientas son aptas también para el mecanizado de cerámica y cerámica semicocida. En una prueba, se utilizó una herramienta CoroDrill® 862 de Sandvik Coromant con un filo de PCD tipo vena en un centro de mecanizado vertical para taladrar agujeros ciegos de 8,38 mm (0,330 pulg.) de profundidad en una pieza de cerámica de alúmina, un material cerámico fino conocido por su estabilidad química y física en el que no se producen interrupciones de avance. La herramienta se utilizó a un diámetro (Dc) de 1,70 mm (0,067 pulg.), una velocidad de corte (vc) de 53 m/min. (174 pies/min.) y una velocidad de avance (fn) de 0,025 mm/z (00,001 pulg./z).

Al final, se perforaron 933 agujeros y tanto la calidad del agujero como la duración de la herramienta fueron ambas excelentes. Aparte de estos resultados, lo más importante son las ventajas que presenta el ciclo de vida de la microbroca CoroDrill® 862. Los clientes pueden conseguir un rendimiento más duradero, fiable y predecible que complementa mejor la estrategia de sostenibilidad de la planta. Los ingenieros de Sandvik Coromant recomiendan también el PCD a aquellos que buscan perforar microagujeros en materiales conocidos por ser difíciles de mecanizar como, por ejemplo, el titanio, el aluminio, el vidrio y también la cerámica.

Al igual que en las aplicaciones a macroescala, hay que tener en cuenta también la importancia del refrigerante en las aplicaciones a microescala, como es la relojería. Es fundamental contar con un suministro de refrigerante de calidad para evacuar eficazmente las virutas cuando se efectúan taladrados profundos con microherramientas.

Se ha demostrado que las características y el rendimiento del PCD tipo vena en cuanto a prolongación de la vida útil, superan los retos de mecanizado que plantean materiales resistentes como la cerámica. La gama de herramientas CoroDrill® extendida de Sandvik Coromant pone de manifiesto que existen procesos de producción más productivos y sostenibles, que pueden contribuir a un futuro más ecológico para las firmas de relojería.

Sandvik Coromant
Como parte del grupo de ingeniería industrial global Sandvik, Sandvik Coromant está a la vanguardia de las herramientas de fabricación, las soluciones de mecanizado y los conocimientos que impulsan los estándares y las innovaciones industriales necesarios para la industria del mecanizado actual y futura. La formación, una fuerte inversión en I+D y una sólida colaboración con nuestros clientes garantizan el desarrollo de tecnologías de mecanizado que cambian, lideran y dirigen el futuro de la fabricación. Sandvik Coromant cuenta con más de 1700 patentes en todo el mundo, emplea a más de 7700 trabajadores y tiene representación en 150 países.

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