09/12/2021

Procesos abrasivos: desbaste y acabado

funciones de los abrasivos

Las herramientas abrasivas están compuestas por un conjunto de partículas de materiales sintéticos, con una dureza suficiente para poder penetrar y provocar una erosión superficial en la pieza que se pretenda trabajar en los diferentes procesos abrasivos.

Las características concretas de dichas partículas abrasivas serán cruciales para obtener unos resultados óptimos, por lo que una elección adecuada del grano abrasivo mejorará tanto la calidad del acabado como la agresividad y duración de la herramienta.

 ¿Dónde acaba el desbaste y empieza el acabado?

Por definición, un abrasivo desarrolla siempre ambas tareas a la vez, ya que un desbaste proporcionará siempre un patrón de acabado, por rugoso que sea, y un proceso abrasivo de acabado eliminará siempre cierta cantidad de material, por fino que sea.

La barrera entre ambos procesos es realmente difusa, es más, el principal objetivo de los fabricantes de abrasivos es el de acabar con ella, desarrollando herramientas capaces de realizar una tarea de desbaste lo más agresiva y rápida posible, a la vez que proporcionando un acabado lo menos rugoso y más homogéneo posible.

Aunque cada vez ambas tareas están más cerca, a continuación, te detallamos los 5 aspectos más relevantes que determinan las diferencias entre un abrasivo para desbaste y otro para acabado.

Tipo de grano

Dentro de las familias de granos, podemos diferenciar entre ambas cualidades.

Por un lado, los que, por su estructura cristalina, tienden a crear unos patrones de lijado más finos y de mayor brillo, como el Carburo de Silicio, que en materiales metálicos proporcionará unos acabados de muy alta calidad tanto visual como dimensional (baja rugosidad).

Por otro lado, el Óxido de Aluminio (Corindón) con una dureza ligeramente menor pero una tenacidad mucho más elevada, proporcionará una mayor resistencia que permitirá desarrollar labores de desbaste de forma más efectiva, especialmente en combinación con Zirconio o en su versión cerámica.

Estos tipos de grano, Zirconia Alumina y Corindón Cerámico, están dotados de la capacidad de autoafilado, una descomposición gradual que genera nuevas aristas de forma continua, que les confiere una alta tasa de desbaste durante toda su vida útil. Por ello son los abrasivos más adecuados si se desea eliminar la mayor tasa de material posible.

grano zirconia aluminia

SiC

grano coridon cerámico

AlOx

grano ceramico cer

Cer

Tamaño de grano

Obviamente, cuanto mayor sea el tamaño de grano abrasivo, mayor será su herida sobre la pieza y con ella, el tamaño de la viruta extraída, por lo que obtendremos una alta tasa de desbaste a costa de una rugosidad más elevada (peor acabado).

Existen diversas formas de clasificación del tamaño de grano, en las que no entraremos, aunque generalmente se identifican mediante un número que indica su tamaño de forma inversa, siendo el mayor un grano “12” que correspondería a una partícula de aproximadamente 1,5mm de grosor, hasta granos extrafinos como el “1500” con tan solo unas 10µm.

El tamaño de cada partícula no solo influirá en la capacidad “volumétrica”, que pueda aportar a la hora de extraer viruta, sino que, al ser mayor, la separación entre granos también deberá serlo, concentrando la presión en muchas menos puntas y aumentando así la fuerza con la que penetrará en la pieza. Por el contrario, un grano de menor tamaño sufrirá una fuerza notablemente menor sobre la pieza, al estar repartida la presión entre todos los demás granos de la zona colindante.

Dispersión

Puesto que en un proceso abrasivo hablamos generalmente de una zona de contacto plana o “bidimensional”, la dispersión o concentración de grano que se dé en dicha zona marcará, como hemos comentado en el punto anterior, la presión por grano, dando mayor o menor capacidad de penetrar en la pieza según sea la densidad de grano.

Un grano abierto o “disperso” dispondrá de menos puntos de contacto, concentrando la presión y penetrando de forma más eficaz, por lo que obtendremos una mayor tasa de arranque. Un abrasivo de esparcimiento cerrado o mayor densidad proporcionará unos acabados más finos y homogéneos con una raya de menor profundidad.

dispersión de granos abrasivos

Orientación

Cuando se habla de un abrasivo flexible, la orientación del grano sobre el soporte o respaldo se puede hacer de manera simple o electrostática.

En la primera, el abrasivo se fabrica dejando caer los granos sobre el soporte por gravedad, quedando esparcidos sobre su cara más plana y ubicándose de forma arbitraria en diferentes direcciones, el resultado es un abrasivo menos agresivo, aunque generalmente el producto cumplirá una función correcta en procesos de acabado.

Para cumplir una tarea efectiva de desbaste, sin embargo, se utiliza la deposición electrostática. Mediante este sistema, los granos son atraídos por un campo electrostático y se disponen de modo que su eje quede perpendicular al soporte encolado y el grano permanezca vertical. Este efecto multiplica su agresividad y proporciona un mejor rendimiento que la deposición por gravedad.

orientacion de granos abrasivos

Estructura

Más allá de la estructura simple de un abrasivo flexible formado por una sola capa de grano sobre el soporte, en las últimas décadas se han diseñado numerosas evoluciones de este tipo de herramienta, apareciendo los abrasivos denominados “multicapa”.

Este tipo de grano está compuesto por un conjunto de partículas abrasivas agrupadas que forman una estructura tridimensional con diversas ventajas, sobre todo en lo que se refiere al acabado.

Como puede verse en la figura, un abrasivo multicapa no será la herramienta más efectiva si lo que se requiere es únicamente una alta capacidad de corte, ya que la orientación de las partículas abrasivas dentro del compuesto suele ser arbitraria y no vertical. Sin embargo, en lo que respecta a calidad superficial, su composición tridimensional aportará un comportamiento de una estabilidad excelente que dará como resultado un patrón de acabado completamente uniforme, además de una duración prolongada debido a su mayor reserva de grano.

Este tipo de acabados, continuos y homogéneos, son especialmente valorados para procesos automatizados donde se requiera obtener acabados superficiales de excelente calidad y linealidad.

estructura de granos ceramicos
estructura de granos ceramicos

Conseguir un trabajo efectivo y de calidad requiere entender las herramientas que tenemos a nuestra disposición. Conocer los tipos de granos abrasivos que podemos utilizar en cada proceso, nos facilitará enormemente el camino, ya sea en procesos donde se requieran los más altos desbastes, como los más finos acabados.

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