Acabe con la vibración
Tres estrategias para reducir las vibraciones en las operaciones de fresado

Acabados superficiales deficientes, herramientas rotas y pérdida de productividad: la vibración excesiva es uno de los retos más persistentes y costosos en el fresado. Ahora bien, con la estrategia y las herramientas adecuadas, no tiene por qué ser así. Barry Cahoon, especialista en soluciones de productos de herramientas rotativas en Sandvik Coromant, experto en soluciones de corte de metal y fabricación, ofrece asesoramiento especializado para ayudar a los fabricantes a mecanizar con mayor estabilidad, precisión y confianza.

La vibración es una parte natural de cualquier proceso de corte. Sin embargo, si no se controla, se convierte en un obstáculo importante para la productividad y la calidad.

En el fresado, la vibración acelera el desgaste de las piezas de la máquina, lo que da lugar a costosas reparaciones, una reducción de la vida útil del equipo y del tiempo improductivo no planificado. El ruido que genera también puede contribuir a crear un entorno de trabajo menos seguro y más estresante para los operarios.

En las industrias donde la precisión y la fiabilidad son imprescindibles, como la aeroespacial, la petrolera y del gas, la fabricación de dispositivos médicos y la industria automovilística, las consecuencias de las vibraciones son especialmente graves.Una mala calidad de la superficie e incluso una desviación dimensional sutil pueden hacer que las piezas no cumplan con los estrictos estándares de la industria o, lo que es peor, que funcionen mal en sus aplicaciones.

Ante estos riesgos, gestionar las vibraciones es esencial para mantener la calidad de las piezas y garantizar operaciones eficientes y rentables. El primer paso para prevenirlos es comprender su causa.

Comprender la vibración
La vibración suele comenzar con una inestabilidad en la configuración del mecanizado. Los voladizos largos de las herramientas, las piezas de pared delgada, las fijaciones deficientes o las piezas de trabajo mal sujetas pueden reducir la rigidez del sistema, lo que provoca diversas formas de vibración. Cada forma de vibración tiene sus propias consecuencias.

La primera es la vibración natural o libre. Esto ocurre cuando una pieza se mueve y empieza a vibrar sin que haya ninguna fuerza externa, por ejemplo, después de desplazarse durante la instalación o al manipularla. Aunque por lo general no es perjudicial por sí solo, puede interferir en el corte cuando interactúa con otras fuerzas.

La vibración forzada es más común y se produce debido a influencias externas repetitivas, como el desequilibrio de la herramienta, la desalineación de la máquina o las cargas de corte fluctuantes. Estos crean oscilaciones regulares y repetitivas que interrumpen el empañe de la herramienta y deterioran el acabado superficial.

Más problemática es la vibración autoexcitada, o sacudida. Esto ocurre cuando las variaciones en las fuerzas de corte se retroalimentan en el sistema y se amplifican con cada pasada de la herramienta, lo que provoca oscilaciones de alta frecuencia, un comportamiento de corte errático y acabados superficiales deficientes. A menudo caracterizada por un sonido distintivo y marcas onduladas visibles, la vibración reduce la precisión, acorta la vida útil de las herramientas y hace casi imposible cumplir con las estrictas tolerancias en entornos de fabricación de alta precisión.

Identificar la fuente de la vibración es solo el principio. Para gestionarla de forma eficaz se requieren estrategias de mecanizado y herramientas adecuadas.

Estrategias para un fresado estable
Para gestionar las vibraciones y lograr un rendimiento constante, los fabricantes deben centrarse en tres estrategias clave: reducir el voladizo de la herramienta, optimizar los datos de corte y elegir una geometría que permita un corte estable.

Minimizar el voladizo de la herramienta es una de las formas más eficaces de aumentar la rigidez del sistema. Cuanto más se prolonga la herramienta desde el soporte, más se reduce su rigidez, lo que amplifica las fuerzas de corte menores y las convierte en oscilaciones perturbadoras.

En la mayoría de los casos, mitigar esto es tan sencillo como acortar la configuración de la herramienta para reducir la extensión. Sin embargo, cuando es inevitable un voladizo largo, como en el fresado de cavidades profundas para componentes aeroespaciales, se pueden utilizar soluciones de herramientas amortiguadas como Silent Tools™ pueden marcar una diferencia significativa. Este conjunto de herramientas para fresado incorpora mecanismos de amortiguación internos para absorber las vibraciones en el origen, lo que mantiene la estabilidad del corte, mejora el acabado superficial y permite utilizar parámetros de corte más elevados. 

La optimización de los datos de corte es otra forma fundamental de reducir la vibración. Las velocidades de avance, profundidades de penetración o velocidades del husillo excesivamente altas, especialmente en configuraciones ya inestables, pueden provocar inestabilidad.

Los fabricantes pueden estabilizar el proceso de fresado, ajustando cuidadosamente la velocidad del husillo, el avance por diente y los ángulos de empañe de la herramienta de corte durante el mecanizado. Incluso los ajustes más pequeños pueden reducir significativamente la vibración sin comprometer la productividad. Esto resulta más eficaz cuando se combina con estrategias de mecanizado adaptativas, que permiten un empañamiento más suave y minimizan el riesgo de vibraciones, especialmente en operaciones con paredes delgadas o contornos complejos.

La elección de la geometría correcta de la herramienta también desempeña un papel importante. Las herramientas que generan fuerzas de corte más bajas y ofrecen un acoplamiento estable de la línea de corte son menos propensas a provocar vibraciones, especialmente en el mecanizado de piezas más ligeras. Con una interfaz y geometría de adaptador de plaquita, CoroMill® MH20 está diseñada para el fresado dinámico en escuadra y cavidades. Su acción de corte segura reduce la desviación de la herramienta, al tiempo que prolonga su vida útil y garantiza una calidad constante de las piezas.

Superar la vibración no es cuestión de una sola solución. Requiere una visión global del sistema. Desde minimizar el voladizo hasta seleccionar las herramientas adecuadas y perfeccionar las condiciones de corte, cada elemento del proceso contribuye a crear un entorno de fresado más estable y productivo. Con las estrategias adecuadas, los fabricantes pueden mecanizar con mayor confianza y lograr los resultados de alta calidad que exigen sus industrias.

Para obtener más consejos sobre cómo reducir la vibración en el fresado, visite el sitio web de Sandvik Coromant.