Desarrollo de una metodología para la reducción de errores en el microfresado de moldes

Resumen

El objetivo principal del trabajo aquí presentado ha sido la definición de una metodología para la reducción de errores en el microfresado de moldes. Este objetivo deriva de una necesidad real identificada dentro de las labores de apoyo a la industria del Centro Tecnológico Tekniker, en concreto de su departamento de Micro y Nanotecnologías. Para la consecución de este objetivo básico ha sido necesario plantear otra serie de objetivos secundarios que sirvan de paso intermedio para su consecución. Tales como la identificación y cuantificación de las distintas fuentes de error implicadas en todo el proceso de fabricación de un micromolde, analizando tanto la máquina, como la herramienta, el proceso y resto de sistemas auxiliares implicados en la producción del micromolde por microfresado. La evaluación de la cadena de rigidez estática de todo el sistema. El desarrollo, y su correspondiente validación experimental, de un modelo mecanístico del proceso de microfresado para la predicción d las fuerzas de corte; y como parte de este último la definición de una sistemática para la obtención de los coeficientes específicos de corte de forma experimental en el caso del microfresado. De todos ellos el que supone una aportación más evidente sobre el estado de arte es el desarrollo del modelo mecanístico específico para microfresado, y que entre otras particularidades, introduce el efecto del radio del filo de corte sobre el espesor de corte mínimo, el efecto de la flexión de la herramienta y el importante desgaste al que están sometidas las microfresas cuando se trata de mecanizar aceros de moldes. Recalcar que este esfuerzo de modelizado, además de ser una herramienta más para la minimización de los errores, permite en último término el conocimiento de las principales variables implicadas, su interrelación y su efecto sobre el resultado final. Es por tanto la llave del conocimiento de las interacciones del proceso, en nuestro caso del microfresado. El resultado de todo este trabajo ha sido el desarrollo de una metodología para la reducción de errores en la pieza final microfresada, en un orden entre un 40% y un 100%. No sólo se ha mejorado la precisión del proceso en su conjunto, sino que se ha mejorado también el tiempo total de producción, lo que supone un paso más en la utilización industrial del microfresado. Una peculiaridad de este trabajo que conviene reseñar es la dificultad extra para todas las actividades de experimentación. La pequeña magnitud de las variables a medir y la amplitud de la anchura de banda requerida complican sobremanera la labor experimental, siendo en muchos casos la inexistencia de equipos adecuados una limitación de cara a monitorizar el proceso. Es de esperar que los futuros desarrollos en instrumentación faciliten esta labor, sobre desde la perspectiva de un posible estudio dinámico del microfresado. La metodología aquí planteada se demuestra efectiva de acuerdo con los resultados experimentales obtenidos. No obstante, hay que señalar que se ha aplicado sobre una máquina concreta, nuestra Ulpre II, y con una tipología similar tanto de herramientas como de moldes. Por tanto, aunque la metodología se considere apropiada para su aplicación general en el microfresado de moldes, su efectividad dependerá de la similitud del sistema sobre al que se aplica con el que ha sido empleado para su desarrollo. Finalmente reseñar que la profundización que hemos realizado en el mundo del microfresado nos permite intuir la amplitud de campo del mismo, y por tanto, la necesidad imperiosa de nuevas y múltiples actividades investigadoras.