Desarrollo final en la integración de cabezales ortogonales en fresadoras CNC BERMAQ para el mecanizado de piezas aeronáuticas en composites y aluminio:

Visión técnica y beneficios alcanzados.

Previo al desarrollo en nuestro departamento de ingeniería y en nuestra experiencia en aplicaciones aeronáuticas vemos el contexto general del mecanizado aeronáutico

En la industria aeronáutica, el mecanizado de materiales técnicos como composites (fibra de carbono) y aleaciones ligeras de aluminio implica retos específicos:

• Grandes dimensiones de las piezas estructurales (largueros, costillas, paneles sándwich, frames, etc.).

• Geometrías complejas con zonas de difícil acceso.

• Requisitos dimensionales y de tolerancia extremadamente estrictos.

• Propiedades específicas de los materiales (excesivamente abrasivos, tendencia a la adhesión en las capas en composites, formación de rebabas en aluminio, etc).

Una limitación común en fresadoras CNC convencionales de 5 ejes, especialmente en operaciones de contorneado o recanteado de grandes estructuras, es la capacidad de altura en el eje Z. Esto limita el acceso de la herramienta a ciertas zonas de la pieza, comprometiendo la calidad del mecanizado o incluso impidiendo la ejecución de determinadas operaciones sin reposicionamientos o utillajes adicionales.

Nuestra propuesta técnica basada en la integración de cabezales ortogonales

Los cabezales ortogonales (también llamados cabezales angulares o cabezales de ángulo recto) son accesorios que permiten cambiar la dirección del husillo principal respecto al eje de la máquina. Pueden ofrecer configuraciones fijas (90°) o indexables (multieje), permitiendo orientar el husillo en distintas direcciones sin necesidad de modificar el posicionamiento de la pieza.

Ventajas técnicas clave de los cabezales ortogonales en fresado de composites y aluminio:

1. Resolución de problemas de altura limitada en Z

• Permiten mecanizar zonas verticales o internas sin tener que elevar el eje Z a alturas críticas.

• Se evita utilizar prolongadores de herramienta que comprometen la rigidez y aumentan vibraciones.

• Mejora el acceso a zonas profundas de estructuras tipo "box", celdas o perfiles cerrados.

2. Mejora en la calidad del mecanizado

• En materiales composites, al permitir la orientación óptima de la herramienta respecto al laminado, se minimiza el riesgo de delaminación, astillado o desgarros en los bordes.

• En el caso del aluminio, la orientación correcta reduce la formación de rebabas y mejora la evacuación de la viruta.

3. Reducción del número de utillajes y reposicionamientos

• Posibilidad de mecanizar varias caras o zonas de difícil acceso sin necesidad de reconfigurar la sujeción de la pieza.

• Esto se traduce en mayor precisión geométrica (evita errores por realineamiento) y en una reducción significativa de los tiempos de preparación y cambio.

4. Incremento de la rigidez del sistema herramienta-máquina

• En lugar de utilizar herramientas largas y flexibles, se utiliza un cabezal ortogonal compacto que proporciona mayor rigidez en la transmisión de par y reduce las vibraciones, algo crítico al fresar materiales abrasivos como los composites reforzados.

5. Optimización del espacio en planta

• Evita la necesidad de invertir en máquinas con recorridos Z extremadamente largos, que son más costosas y requieren mayores espacios de instalación.

Aplicaciones típicas en el sector aeronáutico:

• Recanteado de paneles sándwich curvados de fuselaje.

• Fresado de zonas internas de largueros estructurales.

• Mecanizado de marcos de puertas y ventanillas (frames).

• Ajuste y acabado de componentes de ala con zonas cerradas.

• Post-mecanizado de componentes después de curado (composites).