Rectificado: el cambio de la movilidad como una oportunidad

Las tecnologías combinadas de accionamiento y la “e-movilidad” requieren  una multitud de componentes rectificados con precisión. El fabricante de tecnología de rectificado de alta calidad, Fritz Studer AG, se considera idealmente equipado para satisfacer este requisito con sus conceptos de mecanizado productivo y sus rectificadoras de alta calidad.

El cambio de movilidad no provocará la fuerte caída de la producción que se temía inicialmente en el sector del mecanizado. Así lo afirman los especialistas de Studer con sede en Thun, Suiza.

Como señala Sandro Bottazzo, jefe de ventas (CSO) de Studer, la gama de componentes por producir cambiará lenta y continuamente durante varios años o incluso décadas. Para ilustrarlo, cita las cantidades previstas de vehículos vendidos en todo el mundo y las cuotas de las respectivas tecnologías de propulsión.

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“Apoyados en diversos análisis, partimos de la base de que el motor de combustión seguirá desempeñando un papel importante durante muchos años y en numerosas regiones del mundo —afirma Sandro Bottazzo—. La demanda general de movilidad individual aumenta en todo el mundo, lo que ofrece las correspondientes oportunidades”.

Las tecnologías de propulsión mantienen el mercado estable

Los ingenieros de Studer también afirman que en las próximas décadas habrá una gran variedad de tecnologías de propulsión disponibles en paralelo. Además de los motores eléctricos, alimentados por baterías, continuarán los motores diésel con depuración de gases de escape, los motores de hidrógeno, la tecnología de motores híbridos (combinación de motor de combustión y eléctrico) y los accionamientos eléctricos con energía generada por pilas de combustible para propulsar autos y camiones. Incluso, prevén, se añadirán otras tecnologías de propulsión cuando sea posible.

Para las empresas de producción esto significa que persiste una gran demanda de componentes de precisión para el tren de transmisión. Esto incluye ejes, casquillos, ruedas dentadas y compresoras, árboles de levas y cigüeñales. Además, los vehículos autónomos que se desarrollan actualmente se producirán pronto a mayor escala. Para ellos, la industria automotriz requiere una amplia gama de diferentes componentes de precisión en grandes series.

Los sistemas complejos aumentan la demanda

Las tecnologías de propulsión eficientes suelen requerir sistemas muy complejos. Esto se aplica a los accionamientos híbridos y eléctricos, por ejemplo, que recuperan la energía eléctrica durante el frenado regenerativo.

Para el mecanizado, significa también la producción de un número cada vez mayor de componentes, normalmente muy complejos. “Esto abre oportunidades adicionales. Seguiremos la atenta observación del mercado para continuar desarrollando nuestros productos en consecuencia”, enfatiza Sandro Bottazzo.

Entre las aplicaciones ya conocidas de la innovadora tecnología de rectificado se encuentran los componentes de las transmisiones CVT (utilizadas principalmente en las transmisiones híbridas), los ejes de los rotores y engranajes de los motores eléctricos, los ejes de los turbocompresores, de los compresores de las pilas de combustible, los ejes y las válvulas de los motores de hidrógeno, los husillos de bolas de los sistemas de dirección eléctrica, así como diversas herramientas de precisión para el mecanizado rentable de carcasas de motores eléctricos. Y manifiestan que es probable un crecimiento significativo en este último sector.

Conceptos de rectificado sofisticados

Como informó Sandro Bottazzo, Fritz Studer AG ofrece tecnologías de rectificado seguras y fiables para los componentes especificados. En una transmisión CVT, por ejemplo, hay que rectificar los ejes primarios y secundarios. Esto se puede hacer en un proceso de alta precisión con los tiempos de mecanizado y procesamiento más cortos de las máquinas rectificadoras Studer S41, en una sola sujeción.

Bottazzo manifiesta que incluso las ranuras de la guía de bolas en los ejes y en los agujeros de las poleas pueden rectificarse en una sola sujeción. Para ello, en la máquina rectificadora S41 se utiliza un husillo vertical montado en el acreditado eje Y. Para el rectificado de alta precisión de las guías de bolas de las poleas se utiliza una unidad especial desarrollada por Studer. El rectificado en una sola sujeción, junto con los procesos totalmente automatizados, garantiza una producción extremadamente rentable. Esto se aplica a la carga, descarga y medición de las piezas, así como al control adaptativo de los procesos de rectificado. Este último, en particular, contribuye a la máxima precisión y fiabilidad. Sandro Bottazzo destaca: “Studer proporciona a las empresas de manufactura sistemas completos de componentes adaptados”.

Los sistemas de dirección eléctrica, requeridos específicamente para los vehículos de control autónomo, funcionan con varillas roscadas rectificadas con precisión. El movimiento de la dirección es impulsado por bolas que ruedan en su interior. De acuerdo con Bottazzo, este husillo de bolas se rectifica ventajosamente a partir del sólido en máquinas rectificadoras Studer. En comparación con otras tecnologías de mecanizado, se consigue una calidad de superficie significativamente superior, con tiempos de mecanizado comparables.

Para el repasado se utiliza la unidad de reavivado WireDress (erosión por hilo del perfil), exclusiva de Studer. WireDress brinda posibilidades completamente nuevas en el rectificado con ruedas de rectificado de CBN y diamante con aglomerante metálico; esta tecnología de repasado integrada en la electroerosión no solo ahorra una gran cantidad de tiempo de inactividad, sino que permite reavivar los aglomerados metálicos sinterizados con una máxima precisión en la máquina rectificadora, a la máxima velocidad de la rueda, de acuerdo con Studer.

Componentes para turbocompresores de accionamiento eléctrico

Los motores de combustión pequeños, potentes y extremadamente eficientes pueden conseguirse solo con turbocompresores. Sin embargo, únicamente funcionan con un caudal y una presión de gases de escape adecuados, es decir, con un número de revoluciones del motor de combustión suficientemente alto. Solo entonces los compresores pueden acumular la presión necesaria para transportar altas cantidades de aire de combustión a los cilindros.

La insuficiencia de flujo y presión de aire a bajas velocidades del motor se conoce como “retraso del turbo”. Para evitarlo o reducirlo, los fabricantes de motores utilizan cada vez más los llamados e-boosters, es decir, compresores de aire de sobrealimentación de accionamiento eléctrico. Los ejes del motor integrados pueden rectificarse de manera conveniente en máquinas rectificadoras cilíndricas universales, como la Studer S31, por ejemplo.

En primer lugar se rectifica el eje del rotor en el diámetro y en los hombros, lo que exige un dispositivo de sujeción especial para llevar la pieza. Tras el rectificado se colocan los imanes. A continuación, los imanes presionan un manguito de aleación de titanio. El manguito debe rectificarse ahora externamente hasta alcanzar el diámetro preciso. Esto puede realizarse con ventaja en una máquina rectificadora cilíndrica universal S33.