Estudio de la influencia del mecanizado en el rendimiento funcional de aleaciones de aluminio de uso estratégico en la industria aeronáutica

Resumen

No es hasta el último cuarto del siglo pasado cuando se comienza a hablar de la Fabricación Sostenible bajo una perspectiva marcada por los ejes de la denominada Triple Bottom Line (Triple Línea Base): Economía, Medioambiente -incluyendo en algunos casos los aspectos Energéticos- y Sociedad. No obstante, esta sostenibilidad se orientó mayoritariamente hacia una disminución del impacto ambiental de los sistemas productivos, desarrollando la denominada "producción limpia o verde". Aun teniendo conciencia del impacto y retorno social, la triple vía derivó hacia la obtención de productos y procesos de alto rendimiento económico, energético y medioambiental, en un equilibrio que minoraba el carácter funcional de los productos obtenidos. En el sentido de lo anteriormente apuntado es necesario actualmente, considerar el rendimiento de un proceso productivo desde, al menos, cuatro ejes o puntos de vista que a la Economía, Energía y Medioambiente se una la Funcionalidad de los productos desarrollados. Uno de los sectores industriales que más se ha visto implicado en el cambio hacia una aplicación del nuevo concepto de Fabricación de Alto Rendimiento ha sido el Aeronáutico, sector en el que se enmarca el desarrollo de la presente Tesis Doctoral. Muchas de las piezas de alta exigencia se producen aplicando procesos de mecanizado. En particular, piezas de geometría cilíndrica obtenidas por procesos de torneado -la mayoría de aleaciones de Al y/o Ti- se aplican en partes estratégicas de las aeronaves estructuralmente sensibles y de alto compromiso para la seguridad en vuelo. En el caso particular de las aleaciones de aluminio, el aumento del rendimiento medioambiental se ha establecido a partir de la aplicación de procesos en los que se eliminan los fluidos de corte (torneado en seco). Sin embargo, tanto el torneado en sí, como su aplicación en seco, pueden incidir negativamente sobre el comportamiento en servicio de las piezas o componentes fabricados, disminuyendo el Rendimiento Funcional del Proceso, mediante la pérdida de calidad o Integridad Superficial de los mismos. El principal objetivo del trabajo de investigación desarrollado en la presente Tesis Doctoral se ha enfocado hacia el estudio de la influencia del mecanizado en el rendimiento funcional de aleaciones de aluminio de uso estratégico. Alcanzar este objetivo general supone poder conseguir una serie de objetivos particulares como los que a continuación se indican: Mejora en el Rendimiento de los Procesos de Mecanizado. Orientada a la aleación de aluminio cobre UNS A92024-T3, a partir de la selección mejorada de los valores de los parámetros de corte (Vc, f, p), y de la maximización del rendimiento de la herramienta de corte. Estudio de la Influencia del Mecanizado en la Generación de la Integridad Superficial. Este gran objetivo, supone por un lado la revisión del concepto de Integridad Superficial, mientras que por otro –más centrado en la operativa del proceso de fabricación– significa el establecimiento de las condiciones más adecuadas de mecanizado para el mantenimiento de las especificaciones de diseño en lo que se refiere a las Propiedades Macrogeométricas, Microgeométricas y Fisicoquímicas de las piezas mecanizadas. Estudio de la Influencia del Mecanizado en Rendimiento Funcional de la aleación UNS A92024-T3. En este sentido, el rendimiento se evalúa desde el punto de vista de las propiedades funcionales de las piezas fabricadas. Dado el tipo de aplicación del material con el que se trabaja se pretende seleccionar las condiciones de mecanizado que permiten una mejor respuesta funcional del material una vez mecanizado. A su vez, se simularán condiciones de puesta en servicio a las que los elementos fabricados reales se pueden ver sometidos, como puede ser la presencia de ambiente salino.