Perspectivas de fabricación y aplicaciones de cuchillas de corte de vidrio-cerámica

Hoy en día, la mayoría de las herramientas de corte globales están hechas de aleaciones duras, dependiendo en gran medida de metales raros como el tungsteno y el cobalto, siendo la minería de cobalto a menudo un problema ético. A medida que los precios de los recursos aumentan, los costos de fabricación y el uso de energía incrementan, lo que impulsa la búsqueda de alternativas a las aleaciones duras en los materiales de herramientas de corte. Las cerámicas vítreas han atraído la atención como un sustituto potencial, dada su versátil composición química, propiedades físicas, menores costos de fabricación y reducción del consumo de energía. Según datos alemanes, la producción anual de vidrio-cerámica alcanza las 6,784 toneladas con un consumo de energía de 18.52 TWh, utilizando 2.730 MWh por tonelada. Con una densidad de 2.66 g/cm³, cada tonelada puede producir hasta 601 herramientas de corte, subrayando el potencial de las cerámicas vítreas en aplicaciones de herramientas de corte.

Ventajas y ámbito de aplicación de los vidrios cerámicos

Los vidrio-cerámicos, descubiertos hace más de 70 años, se utilizan ampliamente en diversos campos, especialmente en óptica, donde son fundamentales para filtros de color y lentes protectoras de láser. En el campo médico, las cerámicas vítreas se utilizan en implantes dentales, regeneración ósea y en la investigación del tratamiento del cáncer, mostrando un alto rendimiento de molienda. Técnicamente, su dureza y maquinabilidad hacen que las cerámicas vítreas sean significativas en el rectificado a alta velocidad, la resistencia a los astillados y los estudios de propagación de grietas. Ciertos vidrio-cerámicos, como el vidrio de mica no poroso, han demostrado ser efectivos para insertos indexables, particularmente en el mecanizado de materiales blandos debido a su maquinabilidad a pesar de su menor dureza.

Aplicación de vidrio-cerámicas en herramientas de corte

Las pruebas exploratorias de cuatro vidrio-cerámicas — Macor (vidrio-cerámica de mica), Clearceram Z, Robax y Zerodur (vidrio-cerámica de aluminosilicato de litio) — han demostrado su idoneidad para cortar polieter éter cetona (PEEK) y aleación de aluminio EN AW 2007. PEEK es un termoplástico de alta temperatura comúnmente utilizado en la industria, y la aleación de aluminio EN AW 2007 se emplea frecuentemente en el torneado automatizado.

Las cerámicas vítreas se desempeñaron bien en durabilidad y trabajabilidad con estos materiales, consolidando su base como materiales potenciales para herramientas de corte y estableciendo una dirección para futuras investigaciones. Con el aumento de las demandas de eficiencia ambiental y de costos, las cerámicas vítreas representan una alternativa sostenible prometedora, ofreciendo un menor consumo de energía y procesos de producción respetuosos con el medio ambiente en comparación con aleaciones duras tradicionales y acero de alta velocidad.

Fluidos de Corte de Vidrio/Cerámica

Para el corte especializado de vidrio y cerámica, el aceite MORESCO Matsumura de Japón ofrece dos fluidos de corte exclusivos: MORESCO GR-4 y MORESCO GR-5. Estos utilizan aditivos alcalinos suaves, reduciendo la irritación de la piel. Sus excelentes propiedades anti-espuma y de sedimentación aseguran que incluso en sistemas de enfriamiento a alta presión, la formación de espuma no sea un problema.