Metodología para la concepción de fresadoras de gran volumen productivas y eco-eficientes

Abstract

El objetivo del presente trabajo de tesis doctoral ha sido el de desarrollar una metodología para concebir fresadoras de gran volumen que sean productivas y eco-eficientes a la vez. A tal fin, el presente trabajo ha desarrollado un método objetivo y racional que partiendo de unas necesidades determinadas de operaciones de fresado sobre piezas de gran volumen, se diseñe una fresadora que satisfaga dichas necesidades con un mínimo de masa en sus componentes móviles, ya que esta reducción de masa móvil ataca de raíz tanto el consumo de recursos materiales como de recursos energéticos. Este planteamiento se ha estructurado en una doble etapa: en una primera etapa de diseño conceptual, se diseñan unos componentes estructurales móviles con el mínimo de masa que permita satisfacer las necesidades de productividad asociadas a las operaciones de mecanizado. En una segunda etapa, y con elementos estructurales ya optimizados en cuanto a su masa, se diseñan unas transmisiones que muevan dichos componentes estructurales aligerados con el mínimo de masa que permita satisfacer las necesidades de precisión dinámica y robustez asociadas a dichos movimientos. De esta manera, se conseguirá satisfacer los requisitos de productividad, precisión y fiabilidad de las operaciones de fresado mediante unas fresadoras de mínima masa móvil y por ende de mínimo coste económico y medioambiental. Esta metodología de diseño integral máquina+proceso+control ha sido empleada para rediseñar de raíz una fresadora horizontal de Nicolás Correa, tras lo cual se ha procedido a fabricarla y montarla como medio para poder validar la metodología en términos de productividad y de eco-eficiencia (grado de consecución de los objetivos de partida con respecto a los costes medioambientales totales). En concreto, se han realizado sobre dicha fresadora rediseñada ensayos de mecanizado, que han mostrado incrementos del 100% en la productividad, a la vez que se han medido reducciones del consumo energético del 13% gracias a reducciones superiores al 20% en las masas de los componentes estructurales y al 40% en las masas de las transmisiones.