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El acabado de superficies es una parte esencial en la fabricación de piezas industriales y mecánicas.
Los objetos metálicos brillantes y extremadamente lisos que se ven son el resultado del acabado de superficies.
Este proceso mejora la resiliencia, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la tracción, además de eliminar rebabas, defectos y otras imperfecciones superficiales.
El pulido con tambor rotativo, también conocido como acabado por tambor, es uno de los procesos de acabado más utilizados.
Este proceso es adecuado para el acabado masivo de piezas relativamente pequeñas. El acabado por tambor utiliza un tambor de seis u ocho lados que gira a una velocidad constante.
En este tambor se introduce una mezcla de piezas metálicas en bruto, medio abrasivo y compuestos. La rotación del tambor genera fricción, haciendo que las piezas y el medio abrasivo rocen entre sí.
1. Elementos clave del pulido con tambor rotativo
Tres elementos esenciales contribuyen al éxito del pulido con tambor rotativo: el equipo de pulido con tambor rotativo, el medio abrasivo y el compuesto
1.1 Equipo de pulido con tambor rotativo
Las máquinas de pulido con tambor rotativo suelen presentar diseños económicos y variados.
El equipo se clasifica de forma diferente según el tipo de objeto vibratorio.
Esta guía le presenta el sistema de tambor horizontal octogonal y las máquinas de tambor poligonal de triple acción utilizados en los procesos de acabado masivo actuales.
1.2 Medio abrasivo
Los procesos de acabado masivo ofrecen mejores resultados cuando las piezas no chocan entre sí.
Añada el material a la carga para lubricar el proceso.
La experiencia ha demostrado que, en general, una proporción de tres partes de medio abrasivo por una parte de pieza en volumen es la más adecuada para obtener mejores resultados.
Aunque el tamaño y el tipo de material determinan el medio abrasivo.
Por lo general, se seleccionan de modo que sean lo suficientemente pequeños para pasar a través de aberturas, orificios y puntas, pero lo bastante grandes como para no quedar atrapados.
Cuando se utiliza un medio abrasivo de gran tamaño.
Al emplear un medio abrasivo grande, se logra una acción más rápida. Sin embargo, si el medio es más pequeño, se obtiene un acabado más refinado.
A continuación se muestran algunos ejemplos de medios abrasivos seleccionados
- Medio abrasivo de porcelana: el medio abrasivo de porcelana (también conocido como medio de óxido de aluminio) se aplica generalmente en procesos de acabado masivo donde se hace hincapié en el desbarbado y el afilado. Es más económico y tiende a durar más tiempo.
- Medio abrasivo de acero: el medio de acero se utiliza siempre que se necesita abrillantar o dar brillo a las piezas de trabajo. Su acción es suave y, al usarlo, no provoca un desgaste excesivo de las piezas.
- Medio abrasivo de plástico: son excelentes para el acabado de piezas delicadas en procesos que no implican un desgaste excesivo de las piezas de trabajo.
- Medio abrasivo de cerámica: se debe determinar si la cerámica funcionará bien según la regularidad en tamaño y forma de la pieza de trabajo a acabar. Generalmente, se utiliza cuando se trabaja con piezas de mayor tamaño.
1.3 Compuesto
La adición de compuestos en los procesos de acabado masivo tiene como objetivo ayudar a las distintas acciones a lograr los mejores resultados.
Cuando se añaden compuestos a los procesos de acabado masivo, se obtienen piezas de trabajo más finas.
Se presentan en diferentes formas, incluidos líquidos y polvo seco.
2. Comparativa entre el tambor horizontal octogonal y el tambor poligonal de triple acción
2.1 Máquina de pulido con tambor horizontal octogonal
El sistema de tambor horizontal octogonal y los diseños de tambor basculante y de extremo abierto tienen varias similitudes en común.
Estas dos máquinas pueden encajar adecuadamente en la categoría de los sistemas más utilizados.
Con la unidad basculante y de extremo abierto, los usuarios pueden supervisar adecuadamente su trabajo para realizar las adiciones necesarias si surge la necesidad de variar los resultados.
Por el contrario, los sistemas de tambor horizontal no tienen estas características. En su lugar, están construidos con puertas que se cierran herméticamente durante la operación.
Dado que no hay medio de ventilación dentro de este sistema, puede desarrollarse presión en ellos.
Estos efectos ocurren principalmente en operaciones donde se emplea el uso de medios ácidos.
Por lo tanto, la máquina está equipada con válvulas de liberación de presión.
Estas válvulas deben liberarse antes de realizar la carga o descarga.
2.2 Tambor de triple acción
El tambor de triple acción se diferencia de la unidad de acabado con tambor horizontal. En esta unidad, la máquina puede rotar tanto horizontal como axialmente.
Esta doble rotación produce una acción de corte más intensa y rápida que la obtenida con la unidad de acabado de tambor horizontal. Por lo tanto, es relativamente más rápida y presenta un tiempo de ciclo más corto.
3. Pulido húmedo y pulido seco con tambor rotativo
Existen dos tipos principales de procesos de pulido con tambor rotativo: el pulido húmedo y el pulido seco. Ambos métodos son rentables, requieren poca manipulación y permiten acabar muchas piezas al mismo tiempo.
3.1 Pulido húmedo con tambor rotativo
El pulido húmedo es un proceso que utiliza agua como lubricante.
Suele consistir en tambores horizontales y oblicuos de acero, revestidos de madera, caucho, neopreno, uretano, PVC o vinilo para un mejor amortiguamiento.
El amortiguamiento aumenta la vida útil de los tambores al reducir el contacto entre las piezas metálicas y la superficie del tambor.
El agua suele eliminar los residuos de corte, mejorando la eficiencia.
El nivel de agua en el tambor depende del acabado deseado.
Por ejemplo, el abrillantado requiere llenar el tambor de agua hasta el nivel de la carga.
A medida que aumenta el nivel de agua, se obtiene un acabado más refinado y una velocidad de corte más lenta.
Sin embargo, a veces el uso de agua puede reducir la eficiencia del proceso, ya que la tensión superficial hace que las piezas se adhieran entre sí, especialmente las piezas metálicas pequeñas y planas.
Utilice el pulido húmedo para la eliminación de exceso de material.
3.2 Pulido en seco con tambor rotativo
El pulido en seco implica el uso de un material seco como agente lubricante o compuesto de limpieza en lugar de agua.
Utilice este método para todas las fases, incluido el pulido.
Puede emplear arena, piezas cerámicas, clavijas de madera y granza de mazorca de maíz o de cáscara de nuez.
Anteriormente, se utilizaba arena con piedras lisas para las piezas metálicas.
Sin embargo, la tendencia se ha desplazado recientemente hacia el uso de materiales orgánicos como la granza de mazorca de maíz o de cáscara de nuez para retener mejor la suciedad e incluso los aceites.
Para el acabado de piezas de plástico, es necesario utilizar materiales más blandos, como las clavijas de madera.
4. Parámetros que contribuyen a un acabado masivo exitoso
4.1 Carga del tambor
Si se requieren mejores resultados, la altura de la carga del tambor no debe ser inferior al 45% ni superior al 60% de la capacidad total del tambor.
Con una altura de carga del 50% se obtienen resultados de acabado óptimos. Entre el 40% y el 45% se logra una mayor acción, pero también un acabado más imperfecto.
4.2 Velocidad
Seleccione el medio abrasivo adecuado y los compuestos complementarios, y coloque las piezas en el tambor.
Estos tambores giran a una velocidad de entre 20 y 40 RPM.
Este proceso se prolongará durante un tiempo, en función del resultado deseado.
Según el tamaño y la capacidad del tambor, así como de las piezas que se vayan a introducir en él, teniendo también en cuenta el tipo de piezas y el programa de trabajo, se seleccionan las RPM adecuadas para cada necesidad.
Cuando un sistema de tambor necesita funcionar a la velocidad justa, se genera la fricción necesaria entre las piezas.
Se puede lograr una acción más rápida aumentando la velocidad, aunque esto puede dar lugar a un acabado deficiente.
Una velocidad más lenta, sin embargo, puede producir un acabado más refinado, aunque con un ciclo de tiempo más prolongado.
En Japón se utiliza desde hace muchos años un estándar para la velocidad de rotación. Calculamos con la siguiente ecuación:
N=D/K1/2
N = velocidad del tambor (rpm), D = diámetro del tambor (m o ft), y K = una constante de proporcionalidad. El valor de K varía según el acabado. Cuando D se expresa en metros:
- Acabados brillantes (K = 8)
- Acabados lustrosos (K = 15–20)
- Acabado medio (K = 20–25)
- Acabado rugoso (K = 25–30)
4.3 Deslizamiento e inclinación
A medida que el tambor rota, las piezas de trabajo chocan entre sí, con el medio abrasivo y con el compuesto. Según los resultados deseados, elegimos la velocidad de rotación adecuada. Si la velocidad es demasiado alta, el sistema puede dañarse o volverse ineficaz. Por otro lado, cuando el ritmo es más lento, las piezas pueden no dañarse, pero el ciclo del proceso puede prolongarse.
4.4 Utilice el compuesto de limpieza adecuado
Como ocurre con cualquier proceso de acabado, el pulido con tambor rotativo también requiere un uso cuidadoso del compuesto de limpieza. Normalmente, la proporción de medio abrasivo respecto a las piezas es de tres a uno en volumen. Si está acabando piezas frágiles o de gran tamaño, utilice más medio abrasivo para una mejor protección y una mayor productividad.
Puede utilizar óxido de aluminio para desbarbar y afinar si las piezas tienen formas y tamaños irregulares. Por otro lado, puede utilizar bolas y formas de abrillantado de acero únicamente para abrillantar y dar brillo. Las bolas de abrillantado de acero no eliminan las rebabas ligeras. Sin embargo, puede añadir un compuesto de acabado para obtener un acabado de alta calidad.
El medio abrasivo de plástico preformado es probablemente el mejor para acabar piezas de aluminio, fundición a presión y piezas delicadas. Puede utilizar medio abrasivo cerámico si es necesario conservar el tamaño y la forma de los componentes. No obstante, se desgasta más rápido que el óxido de aluminio.
5. Principales ventajas del pulido con tambor rotativo
La mayoría de los fabricantes tienden a utilizar el acabado con tambor rotativo por sus ventajas únicas. La buena noticia es que los métodos de pulido con tambor rotativo son cada vez más sofisticados. Por lo tanto, las ventajas seguirán aumentando.
5.1 Mayor consistencia
En el acabado masivo, mantener la consistencia es clave para obtener mejores resultados.
Todas las piezas sometidas a acabado masivo deben presentar el mismo nivel de brillo, suavidad, apariencia y otras propiedades mecánicas.
Por esta razón, los fabricantes prefieren utilizar el pulido con tambor rotativo. En comparación con el pulido manual, ofrece un mayor nivel de uniformidad en los resultados del acabado.
5.2 Menor inversión de tiempo
El acabado con tambor rotativo es uno de los procesos de acabado más rápidos que existen. Por lo general, un ciclo típico de pulido con tambor rotativo requiere solo de seis a 24 horas, según el acabado deseado, las piezas y el medio abrasivo.
No es necesario supervisar el proceso de forma continua. Basta con ajustar parámetros como el volumen de carga y la duración del ciclo, y relajarse antes de que comience el proceso. Durante el mismo, se requiere una manipulación mínima.
5.3 Alta adaptabilidad
La tercera gran ventaja del pulido con tambor rotativo es su adaptabilidad. Se puede calibrar la máquina de pulido según las especificaciones deseadas.
Tanto si se desea eliminar aceites como acabar piezas complejas con zonas de difícil acceso, el pulido con tambor rotativo es la opción adecuada.
También se puede utilizar una variedad de medios abrasivos y aditivos para lograr el nivel de acabado deseado.
Por eso es posible procesar desde piezas metálicas grandes hasta artículos pequeños y delicados.
5.4 Acabado a gran escala
El pulido con tambor rotativo es quizás la mejor forma de acabar una gran cantidad de piezas en poco tiempo.
Con una manipulación mínima, se pueden procesar varios lotes a la vez con miles de componentes.
Para series más largas, se puede dejar el sistema funcionando durante la noche. Además, no hay que preocuparse por la consistencia ni la calidad del acabado.
5.5 Otras ventajas
Resulta más rentable que las técnicas de acabado manual. El pulido con tambor rotativo aumenta la tenacidad y la resistencia de las piezas. Además, proporciona cierto alivio de tensiones. También se pueden homogeneizar piezas forjadas y fundidas mediante este proceso.
6. Conclusión
Lo descrito anteriormente es la descripción más básica de los diferentes procesos de acabado masivo con tambor rotativo. Desde sus inicios, el pulido con tambor rotativo ha incorporado muchas otras prácticas y técnicas esenciales.
Los fabricantes buscan procesos de acabado rentables, eficientes y consistentes. Aquí es donde entra en juego el pulido con tambor rotativo.
Esperamos que comprender estas diversas ventajas y los fundamentos del acabado con tambor rotativo le ayude a utilizar este proceso de manera más eficiente. No dude en contarnos sus requisitos personalizados de pulido con tambor rotativo en sus comentarios.
