Obtención de acabados superficiales de alta calidad en piezas de motores marinos con brocas de cañón de punta intercambiable y brocas de cabezal intercambiable para el mecanizado de agujeros transversales

Este artículo es una versión editada en la web del publicado en el número de mayo de 2024 de Machinery Technology.

Siguiendo la estela de la industria automovilística hacia la electrificación, el sector marítimo también navega hacia la descarbonización. Miyahara Manufacturing Co., Ltd., con sede en la ciudad de Tamano, prefectura de Okayama, está especializada en el mecanizado y montaje de piezas de motores diésel marinos. Con el objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, se han asociado con Tungaloy, un fabricante líder de herramientas, desde el principio de sus esfuerzos de producción en serie.

Presidente
Hiroaki Miyahara Mr.

Subdirector del departamento de producción
Shota Yamamoto Mr.

Jefe de sección de mecanizado
Sr. Masayuki Shimada 

Motores marinos

El objetivo de la empresa es liderar el sector de los motores marinos, ya que ha pasado de dedicarse al mecanizado de piezas para imprentas y máquinas herramienta a centrarse exclusivamente en esta industria. Atienden a clientes de primer orden y buscan oportunidades con fabricantes nacionales e internacionales de motores marinos.

Su fuerza reside en un sistema integral que gestiona las operaciones desde el mecanizado hasta el montaje. Con mecanizado en las propias instalaciones y diversos equipos repartidos en dos fábricas, incluidas unas 40 máquinas de control numérico, fabrican componentes que van desde piezas del tamaño de la palma de la mano hasta piezas de gran tamaño. Además, ofrecen servicios exclusivos como el templado y pulverización de polvo de cromo en la propia empresa para mejorar la durabilidad de las piezas.

Colaboración con el fabricante de herramientas

En respuesta al aumento previsto de la demanda de motores de doble combustible, la empresa ha reorientado sus esfuerzos en los últimos 1-2 años hacia la fabricación de piezas para esta innovadora tecnología. Los motores de doble combustible utilizan tanto petróleo pesado convencional como combustibles alternativos como el gas natural, lo que ofrece una reducción significativa de las emisiones de gases de efecto invernadero. La producción en serie de estas piezas comenzó en 2023 a instancias de un importante cliente, lo que marcó un momento crucial para la empresa. Sin embargo, desde el principio se encontraron con enormes dificultades.

El material en cuestión es S45C, y las dimensiones del bloque son 400×300×200 mm, con una intrincada red de agujeros de entre ø4 to 80 mm de diámetro. Estos agujeros, incluidos los más gruesos atravesados por agujeros oblicuos desde múltiples direcciones, presentaban un reto de mecanizado de una complejidad sin precedentes. Ante la necesidad de mecanizar con precisión numerosos agujeros transversales y descentrados, la empresa buscó expertos externos para garantizar una producción en serie sin fisuras.

Reconociendo la necesidad de contar con capacidades de perforación especializadas, la empresa recurrió a Tungaloy, famosa por su experiencia en perforación de pozos profundos.

Piezas de motores diesel marinos de doble combustible

Herramientas avanzadas de mecanizado de agujeros

Bajo la dirección de Tungaloy, Miyahara Manufacturing experimentó una transformación significativa en su enfoque de las herramientas de mecanizado de agujeros. Tradicionalmente, confiaban en las brocas HSS para el mecanizado de agujeros profundos debido a su dureza y resistencia a la rotura, esenciales para unas operaciones estables. Sin embargo, las lentas velocidades de mecanizado de las brocas HSS planteaban problemas para conseguir acabados lisos, con niveles de rugosidad superficial que alcanzaban Ra=3,2μm, y acabados más finos de Ra=0,8μm o Ra=0,6μm que resultaban difíciles de conseguir. Para solucionarlo, recurrieron a herramientas de metal duro capaces de equilibrar la velocidad de mecanizado y la calidad superficial.

Tras realizar rigurosos prototipos utilizando un centro de mecanizado de 5 ejes recién introducido, Miyahara Manufacturing estableció un método de mecanizado estable. Adoptaron dos herramientas clave: la broca cañón de punta intercambiable «DeepTri-Drill» y la broca de cabezal intercambiable «DrillMeister.» La broca DeepTri-Drill destaca por su eficacia de evacuación de virutas, velocidad de mecanizado y precisión, mientras que el DrillMeister combina el rendimiento de corte de una broca de metal duro macizo con la comodidad de cambiar el cabezal con un solo movimiento. DeepTri-Drill se encargó del mecanizado de agujeros profundos y transversales, mientras que DrillMeister se ocupó de otras tareas de mecanizado de agujeros, abordando eficazmente los problemas de rugosidad superficial y garantizando la estabilidad de las operaciones.

DeepTri-Drill – eCatalog / DrillMeister – eCatalog

Utilización de plantillas especializadas para aprovechar las capacidades de la MC de 5 ejes

De cara al futuro, Miyahara Manufacturing planea optimizar aún más sus procesos. Su objetivo es reducir los tiempos de preparación utilizando plantillas especializadas y aprovechando las capacidades del centro de mecanizado de 5 ejes para procesar varias caras simultáneamente. Además, están explorando la expansión lateral a otras piezas, reconociendo las ventajas de las herramientas intercambiables para minimizar los errores humanos y optimizar el tiempo de sustitución de herramientas mediante la evaluación cuantitativa de las condiciones de desgaste..

DeepTri-Drill para el mecanizado de agujeros transversales con dos placas guía conectadas

Mecanizado de agujeros transversales con DeepTri-Drill

Ejemplo de programa de mecanizado para el mecanizado de agujeros en cruz

Vídeo proporcionado por: DMG MORI Precision Boring CO.,LTD.

Fomentar la libre innovación

El éxito de esta empresa puede atribuirse a la pronta participación de Tungaloy durante las fases iniciales de la producción en serie. El subdirector Yamamoto elogió el inestimable asesoramiento y la experiencia aportados por el equipo de Tungaloy a través de su representante de ventas. Expresó su satisfacción por productos especializados como el DeepTri-Drill, que mejoraba las almohadillas guía para la perforación transversal.

En febrero de 2024, mientras Miyahara Manufacturing celebraba su centenario bajo el lema «HAGAMOS EL BARCO DEL MAÑANA», el presidente Miyahara reafirmó la dedicación de la empresa a centrarse en los motores marinos al tiempo que aceptaba nuevos retos. Haciendo hincapié en una cultura de innovación abierta, el Presidente Miyahara anima a todos los empleados a explorar libremente sus intereses y perseguir ideas innovadoras.

Miyahara Manufacturing no sólo ha establecido técnicas de mecanizado cruciales para la descarbonización de la industria marítima, sino que también pretende seguir invirtiendo en equipos para ampliar sus tecnologías recién adquiridas. Además, están muy interesados en atraer a nuevos clientes a medida que continúan su viaje hacia la configuración del futuro de la ingeniería naval.