Mecanizado sin arranque de viruta: ¿qué es y qué usos tiene?

En el post anterior hablamos de los tipos de mecanizado, que se pueden clasificar en función de su acción sobre el material que transforman: mecanizado sin arranque de viruta, por abrasión y con arranque de viruta. Aunque se trata de tres tipos de procesos diferenciados, es raro que en fabricación industrial se usen piezas que […]

Mecanizado sin arranque de viruta

Ferros Planes

Última modificación: 28 octubre 2023

En el post anterior hablamos de los tipos de mecanizado, que se pueden clasificar en función de su acción sobre el material que transforman: mecanizado sin arranque de viruta, por abrasión y con arranque de viruta. Aunque se trata de tres tipos de procesos diferenciados, es raro que en fabricación industrial se usen piezas que hayan pasado sólo por uno de ellos, y de hecho es muy habitual que las piezas listas para su uso pasen por los tres, e incluso por más de un proceso de cada tipo. En este post explicaremos cuáles son los mecanizados sin arranque de viruta y en qué aplicaciones se usan.

¿Qué es el arranque de viruta?

El arranque de viruta, stock removal o material removal en inglés, es la eliminación de exceso de material de la pieza en bruto para la obtención de una pieza lista para su uso en fabricación. Está eliminación se puede llevar a cabo por medio de abrasión (en la que el material sobrante es mínimo) o por otros procesos como el taladrado, el fresado, el aserrado, el torneado, etc., u otros llamados no convencionales (es decir, que no remontan su origen a siglos atrás), como electroquímico, por chorro de agua, por ultrasonidos, etc., que enumeramos en nuestro post sobre mecanizado y que ampliaremos en otro post.

El mecanizado sin arranque de viruta es, por lo tanto, aquél proceso de fabricación de piezas listas para su uso en la industria a partir de piezas semielaboradas que no implica extracción de material. De hecho, aunque es habitual referirse a él como mecanizado, en realidad es más correcto hablar de fabricación o conformación sin arranque de viruta, ya que el mecanizado implica una eliminación de material, sea por arranque de viruta o por abrasión.

El mecanizado sin arranque de viruta como proceso de conformación

Ya hemos visto que el mecanizado sin arranque de viruta, o dicho más correctamente la fabricación o conformado sin arranque de viruta es un proceso de manufactura que transforma piezas semielaboradas en piezas finales sin desprender ninguna partícula de material en el proceso. Estos procesos se fundamentan en la deformación plástica del material aplicando presión y calor, ya sea mediante golpes, rodillos o a través de un troquel, en frío o en caliente. Como resultado no sólo se obtienen la forma y las dimensiones deseadas (con limitaciones, como veremos más adelante en este post) sino también una mejora de las propiedades (tenacidad, dureza…) para su mejor desempeño.

La existencia del conformado sin arranque de viruta se remonta a todavía más atrás que el mecanizado por arranque de viruta, ya que un proceso como la forja en su versión tradicional es uno de los procesos metalúrgicos más antiguos que existen. Fue con el perfeccionamiento de los sistemas de fabricación que surgió una necesidad de precisión mayor y con ella los sistemas con arranque de viruta, cuyos exponentes más antiguos son el taladrado, el fresado y el torneado.

Actualmente todas las piezas metálicas destinadas a la fabricación en diferentes industrias, a excepción de las fundidas, en algún momento de su procesamiento está sometida a al menos un conformado sin arranque de viruta, e incluso a varios. Por ejemplo, en la fabricación de tubos de acero para su uso en la industria mobiliaria se requiere laminar la chapa de acero en caliente varias veces, luego laminarla en frío, cortarla en tiras, darle forma de tubo mediante el uso de rodillos y soldarla (lo cual en realidad no sólo es un conformado sin arranque de viruta sino que se trata de adición de material).

Tras esos procesos, debería cortarse la pieza en piezas más pequeñas según los requisitos del fabricante, e incluso quizá someterlas a taladrado o marcado, y luego desbarbarlas, es decir, someterlas a procesos de mecanizado por abrasión y por arranque de viruta.

Tipos de conformado sin arranque de viruta

El mecanizado sin arranque de viruta puede clasificarse en varios tipos según el tipo de máquina-herramienta utilizada y el tipo de operación y movimiento que lleva a cabo.

Forjado

Consiste en la deformación plástica de un material como resultado de la aplicación de fuerzas de compresión localizadas (golpes) con herramientas como un martillo. Puede producirse en frío o en caliente, dependiendo de si se pretende calibrar las dimensiones del material o se buscan grandes deformaciones respectivamente. Las piezas que resultan de este proceso generalmente necesitan un procesamiento adicional (como un mecanizado por arranque de viruta, o incluso luego un mecanizado por abrasión para pulir) y así lograr un resultado ajustado a requisitos más exigentes en todos los sentidos.

Laminado

Se trata de la deformación plástica de un material introduciéndolo entre uno o más pares de rodillos que giran en un sentido opuesto para reducir su espesor y hacerlo más uniforme. El laminado puede llevarse a cabo tanto en frío como en caliente.

Extrusión

Es un proceso de deformación plástica de un material haciéndolo fluir a través de un troquel que tiene una sección transversal definida y fija, adquiriendo la geometría de está, logrando piezas finales de formas muy complejas y con un acabado superficial excelente. La extrusión suele hacerse en caliente, a excepción de su aplicación en materiales suaves, donde la longitud de la sección obtenida es del orden de su diámetro, y su uso está destinado a secciones transversales imposibles de conformar con laminación.

También existen otros procesos de conformado sin arranque de viruta, como el estirado o el trefilado.

Ventajas e inconvenientes de los procesos sin arranque de viruta

Una vez hemos visto en qué consisten los procesos de mecanizado sin arranque de viruta, podemos establecer sus principales ventajas respecto al mecanizado con arranque de viruta:

Sin embargo, podemos establecer también una serie de desventajas:

Elección del tipo de mecanizado

Podemos decir, por lo tanto, que para sacar el mayor provecho cada proceso de conformado y mecanizado se requiere saber el nivel de producción y requisitos finales a lograr y decidir qué tipos utilizar en cada caso. En realidad, existen pocas piezas finales que hayan pasado tan sólo por procesos sin arranque de viruta en la mayoría de industrias actuales, a excepción de algunas aplicaciones en construcción y energía, por ejemplo, ya que sus requisitos de precisión dimensional y de forma y versatilidad requieren la eliminación de material sobrante, por lo menos por abrasión.

Bibliografía y trabajos de interés: