RT doctoral thesis
T1 Proceso ecoeficiente sustitutivo del fresado químico de pieles metálicas aeronáuticas basado en tecnologías convencionales de mecanizado
T2 Eco-efficient process based on conventional machining as an alternative technology to chemical milling of aeronautical metal skin panels
A1 Sol Illana, Irene del
A2 Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial
K1 Aluminum
K1 Thin Wall machining
K1 Skin Panels
K1 Milling
K1 Ionic Liquids
K1 Cutting Fluids
AB El fresado químico es un proceso diseñado para la reducción de peso de pieles metálicas que, apesar de los problemas medioambientales asociados, se utiliza en la industria aeronáutica desde losaños 50. Entre sus ventajas figuran el cumplimiento de las estrictas tolerancias de diseño de piezasaeroespaciales y que pese a ser un proceso de mecanizado, no induce tensiones residuales. Sinembargo, el fresado químico es una tecnología contaminante y costosa que tiende a ser sustituida.Gracias a los avances realizados en el mecanizado, la tecnología de fresado convencional permitealcanzar las tolerancias requeridas siempre y cuando se consigan evitar las vibraciones y la flexiónde la pieza, ambas relacionadas con los parámetros del proceso y con los sistemas de utillajeempleados.Esta tesis analiza las causas de la inestabilidad del corte y la deformación de las piezas a travésde una revisión bibliográfica que cubre los modelos analíticos, las técnicas computacionales y lassoluciones industriales en estudio actualmente. En ella, se aprecia cómo los modelos analíticos y lassoluciones computacionales y de simulación se centran principalmente en la predicción off-line devibraciones y de posibles flexiones de la pieza. Sin embargo, un enfoque más industrial ha llevado aldiseño de sistemas de fijación, utillajes, amortiguadores basados en actuadores, sistemas de rigidezy controles adaptativos apoyados en simulaciones o en la selección estadística de parámetros.Además se han desarrollado distintas soluciones CAM basadas en la aplicación de gemelos virtuales.En la revisión bibliográfica se han encontrado pocos documentos relativos a pieles y suelosdelgados por lo que se ha estudiado experimentalmente el efecto de los parámetros de corte en sumecanizado. Este conjunto de experimentos ha demostrado que, pese a usar un sistema queaseguraba la rigidez de la pieza, las pieles se comportaban de forma diferente a un sólido rígido entérminos de fuerzas de mecanizado cuando se utilizaban velocidades de corte cercanas a la altavelocidad. También se ha verificado que todas las muestras mecanizadas entraban dentro detolerancia en cuanto a la rugosidad de la pieza. Paralelamente, se ha comprobado que la correctaselección de parámetros de mecanizado puede reducir las fuerzas de corte y las tolerancias delproceso hasta un 20% y un 40%, respectivamente. Estos datos pueden tener aplicación industrial enla simplificación de los sistemas de amarre o en el incremento de la eficiencia del proceso.Este proceso también puede mejorarse incrementando la vida de la herramienta al utilizarfluidos de corte. Una correcta lubricación puede reducir la temperatura del proceso y las tensionesresiduales inducidas a la pieza. Con este objetivo, se han desarrollado diferentes lubricantes, basadosen el uso de líquidos iónicos (IL) y se han comparado con el comportamiento tribológico del par decontacto en seco y con una taladrina comercial. Los resultados obtenidos utilizando 1 wt% de loslíquidos iónicos en un tribómetro tipo pin-on-disk demuestran que el IL no halogenado reducesignificativamente el desgaste y la fricción entre el aluminio, material a mecanizar, y el carburo detungsteno, material de la herramienta, eliminando casi toda la adhesión del aluminio sobre el pin, loque puede incrementar considerablemente la vida de la herramienta.
YR 2019
FD 2019-12-12
LK http://hdl.handle.net/10498/22796
UL http://hdl.handle.net/10498/22796
LA eng
DS Repositorio Institucional de la Universidad de Cádiz
RD 06-nov-2026