Cuando dos elementos se combinan para crear algo mayor que la suma de sus partes, el resultado es típicamente una grata sorpresa. Kline Oilfield Equipment Inc., también conocida como Kline Tools, se sorprendió gratamente al combinar el software de alta eficiencia SoliCAM con una fresa de uso general para mecanizar válvulas de bola de Inconel 718.
El resultado fue un aumento del 500 por ciento en la vida útil de la herramienta y una reducción del 86 por ciento en el tiempo de ciclo.
Jake Aasness, quien maneja la programación y las aplicaciones técnicas para el fabricante de herramientas de servicio para pozos petroleros subterráneos en Tulsa, Oklahoma, señaló que Kline Tools utiliza la versión 2011 de SolidCAM. El software incluye el módulo iMachining, que optimiza los ángulos de la herramienta de corte y las tasas de avance a lo largo de toda la trayectoria de la herramienta para duplicar o triplicar las velocidades de corte, según el desarrollador SolidCAM Inc., de Washington Crossing, Pensilvania.
Según Aasness, el algoritmo del módulo genera una trayectoria de herramienta en espiral suave y morfológica mientras controla el ángulo de corte, la tasa de avance y la velocidad del cortador.
“La herramienta, en teoría, debería tener siempre la misma carga de viruta, sin importar qué,” dijo, señalando que la técnica de mecanizado es vagamente similar al fresado trocoidal. “Todavía me impresiona cuando lo observo. Es como si la herramienta se estuviera tirando a través del material, y no requiere más carga en los servos que la necesaria para mover la mesa misma.”
Sin embargo, las trayectorias de herramienta que genera el software no permiten que todas las herramientas de corte corten eficazmente materiales difíciles de mecanizar. Kline Tools continuó experimentando problemas al producir un pedido de válvulas de bola de Inconel 718, que la empresa recibe una o dos veces al año. “Era una pesadilla absoluta cada vez,” dijo Aasness, añadiendo que el metal se endurece por trabajo si se mecaniza en seco y una fresa se microfractura térmicamente si se mecaniza con refrigerante por inundación porque el filo de corte se calienta repetidamente al entrar en contacto con el material y luego se enfría al girar hacia su próximo contacto.
El representante de ventas de IMCO, Chris Cooper (izquierda), y Jake Aasness de Kline Tools se sorprendieron gratamente por la capacidad de la fresa Everyday Advantage de IMCO para mecanizar válvulas de bola de Inconel 718 (abajo) ocho veces más rápido que otras fresas de alto rendimiento.
Según Aasness, la tecnología de trayectoria de herramienta lineal de iMachining mitiga ambas situaciones al reducir el roce del filo de corte, permitiendo así un aumento de la velocidad de rotación. “A medida que aumenta la velocidad de rotación, tanto el tiempo de contacto del filo de corte como el tiempo entre contactos disminuye”, dijo, “lo que contribuye aún más a la estabilización térmica del cortador”.
El taller probó un par de fresas de alto rendimiento “sofisticadas”, con la esperanza de que el diseño avanzado de la herramienta y el generador de trayectorias juntos hicieran una mejora significativa, pero los resultados fueron decepcionantes, según Aasness. “Las herramientas ni siquiera lograron completar una segunda pieza”.
La fresa de uso general Everyday Advantage de IMCO Carbide Tool Inc., de Perrysburg, Ohio, es la fresa principal de Kline Tools, siendo el corte de Inconel una excepción previa principalmente porque la guía de aplicación de la herramienta no incluye recomendaciones de velocidad y avance para Inconel. Sin embargo, el taller había agotado su suministro de fresas de 3⁄8″. Encontrar una herramienta y un distribuidor local tenía las IMCO de uso general en el estante”, dijo Chris Cooper, representante de ventas de IMCO para Oklahoma y el norte y oeste de Texas.
Una vez que llegaron las familiares fresas, Aasness realizó una prueba con una en refrigerante por inundación y a través del husillo a 4,074 rpm y una tasa de avance de 50 a 60 ipm. No solo pudo mecanizar dos válvulas de bola de Inconel 718 sin problemas, sino que también cortó 12 válvulas de bola hechas de acero 4140 tratado térmicamente, que tiene una dureza de 36 a 38 HRC. “Probablemente podría haber mecanizado 10 más”, dijo Aasness sobre las piezas de 4140, que tienen un tiempo de ciclo de 3 minutos. “La fresa todavía se veía bien una vez que terminamos.”
Ahora, Kline Tools obtiene cinco piezas de Inconel 718 por cada fresa Everyday Advantage, operando a 6,000 rpm y 100 ipm. El tiempo de ciclo se redujo de 2 horas a 16 minutos. “Eso ni siquiera está en la lista de lo que se supone que la fresa puede hacer,” dijo Aasness.
“Ninguno de nosotros realmente pensó que la herramienta iba a funcionar tan bien como lo hizo,” dijo Cooper. “Nos sorprendimos extremadamente.”
Cooper atribuye el éxito de la herramienta a su recubrimiento AlTiN (Spector), sustrato de carburo y ángulos de hélice, despeje y alivio. Y considera que las fresas enDURO de IMCO, que fueron diseñadas para cortar materiales desafiantes como titanio y aleaciones base níquel, tendrían un rendimiento significativamente mejor.
Aasness señaló que le gustaría experimentar con esas herramientas, pero la combinación de precio y rendimiento de las fresas Everyday Advantage es difícil de superar. “Son fresas muy resistentes,” dijo