Los diamantes son los mejores amigos de las máquinas herramienta

Las máquinas herramienta ultraduras de mecanizado representan un desafío precisamente porque las herramientas son tan duras y difíciles de deformar. En particular, generar geometrías y estructuras en 3D con formas libres resulta prohibitivo en cuanto a su coste. El proyecto DIPLAT, financiado por la Unión Europea, trabaja para abordar esta necesidad urgente mediante el desarrollo de una plataforma de ablación con láser pulsado (PLA) en 3D.

Esta permitirá producir superficies funcionales y microestructuradas sobre diamante y otros materiales ultraduros. Este avance tecnológico pondrá a las pymes europeas implicadas en el mecanizado de máquinas herramienta avanzadas en una posición de liderazgo mundial.

La PLA de sólidos es una técnica emergente que capta cada vez más interés. Frente a las herramientas convencionales, permite elegir a medida la longitud de onda y el ancho de pulso según el material y realizar modificaciones estructurales confinadas localmente.

DIPLAT trabaja en el desarrollo de la tecnología de PLA necesaria junto con un sistema de control multieje y un módulo de soporte de software que utiliza un archivo de diseño asistido por ordenador. La primera fase del proyecto se centró en el desarrollo los requisitos sobre la tecnología y los procesos necesarios para lograr la fabricación de prototipos de herramientas industriales y realizar actividades de comparación.

El trabajo empezó consultando a los usuarios finales con el fin de determinar las geometrías y las tareas de fabricación que actualmente no se pueden abordar suficientemente con las herramientas convencionales. Se desarrollaron nuevas estrategias de PLA para el procesamiento multieje en 3D de diamante y nitruro de boro cúbico, el segundo material más duro después del diamante sintético y una opción cada vez más frecuente para aplicaciones en herramientas. El trabajo de desarrollo se complementó con un modelo de la ablación de materiales de diamante mediante PLA de picosegundos y nanosegundos.

Los científicos desarrollaron un protocolo con el fin de sincronizar la cinemática de la máquina con el cabezal de escaneado multieje que marca rápidamente la geometría necesaria para la pieza de máquina. Esto amplía el hardware de un sistema existente de micromecanizado con láser.

Como resultado del amplio trabajo de desarrollo, se han obtenido los primeros prototipos de herramientas y se han realizado pruebas iniciales de mecanizado. El trabajo, que ha dado lugar a dos solicitudes de patente sobre los nuevos diseños de herramienta y las tecnologías de procesamiento, se describe en seis publicaciones.

DIPLAT va en buen camino para obtener una tecnología innovadora de herramientas y mecanizado que pondrá las pymes europeas altamente especializadas a la vanguardia de un mercado global importante.