Herramientas flexibles para componentes de turbinas de gas
La elevada demanda del mercado de turbinas para motores de gas en el sector aeronáutico ha generado la necesidad de tecnologías de fabricación más eficientes, fiables y flexibles para producir componentes de la turbina. El proyecto «Unconventional (advanced) manufacturing processes for gas-engine turbine components» (ADMAP-GAS) , financiado con fondos europeos, desarrolló dos nuevos sistemas avanzados para dar respuesta a esta demanda. El proyecto se centró en métodos mejorados de fabricación de perfiles con forma de abeto para conectar discos de turbina con álabes integrados (blisks) en motores. El proyecto ADMAP-GAS analizó el corte por chorro de agua con abrasivos (AWJC) y el mecanizado mediante electroerosión por hilo de alta velocidad (HS-WEDM) para mejorar las operaciones de mecanizado en general. No fue necesario fabricar ninguna herramienta especial y el desgaste de las herramientas no afectó al rendimiento de la pieza de trabajo. Estos nuevos procesos no convencionales también ayudaron a superar los retos para el mecanizado que representa la resistencia térmica y mecánica de las superaleaciones con base de níquel. Los científicos demostraron que ambas tecnologías de fabricación son muy prometedoras para el mecanizado de perfiles con forma de abeto. Los dos procesos mejoraron las proporciones de material eliminado, consiguiéndose al mismo tiempo gran precisión de forma y elevada calidad de la superficie. En comparación con el mandrilado, estas técnicas permitieron producir perfiles de distintas geometrías de manera muy flexible. El proceso de AWJC desarrollado demostró ser adecuado para cortes de desbaste, los cuales requieren una tecnología muy económica para procesar aleaciones difíciles de mecanizar. Tanto el sistema de monitorización de procesos, como la cabeza de corte de varios ejes y la nueva geometría de la boquilla se desarrollaron en el marco del proyecto ADMAP-GAS. Por otra parte, el proceso de HS-WEDM también ha demostrado ser una alternativa seria al mandrilado, especialmente en lo relativo al comportamiento de la fatiga superficial. Mediante esta tecnología de optimización, los científicos mejoraron las velocidades de corte y lograron superficies de integridad excelente (capa superficial y contaminación mínimas, y ausencia de grietas). El riesgo de fallo de los discos de los motores se redujo mediante los sistemas de supervisión de procesos desarrollados. Un análisis del coste del ciclo de vida mostró una reducción del 25 % en los costes de mecanizado para la producción de un perfil de abeto mediante uno de los procesos desarrollados. Además, ambos procesos mostraron una gran disminución del impacto ambiental del mecanizado, hasta el 60 %, gracias a la reducción del consumo de energía. Además de para la industria aeronáutica, estas dos tecnologías son muy prometedoras para la industria automotriz.
Palabras clave
Componentes de turbinas, mecanizado, mandrilado, aeronáutica, turbinas de motores de gas, tecnologías de fabricación, abeto, blisk, discos de turbina con álabes integrados, corte por chorro de agua, mecanizado por descarga eléctrica, electroerosión, resis
