Consumo energético durante el texturizado superficial de aceros AISI 1080 y AISI 52100 mediante mecanizado CNC

• Miyer ^[3] ; Zuluaga, Efraín ^[1] ; Cuervo, Paula A. ^[1] ; Ardila, Juan ^[2] ; Rudas, Juan S. ^[4] ; Toro, Alejandro ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
  2. [2] Universidad Surcolombiana

     Universidad Surcolombiana

     Colombia

     
  3. [3] Universidad Nacional de Colombia-Instituto Tecnológico Metropolitano
  4. [4] Institución Universitaria Pascual Bravo

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• Localización: Ingeniería y competitividad: revista científica y tecnológica, ISSN 0123-3033, Vol. 24, Nº. 2, 2022 (Ejemplar dedicado a: Ingeniería y Competitividad), págs. 1-17
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Energy consumption during surface texturing of AISI 1080 and AISI 52100 steels using CNC machining
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• Resumen
  • español

    La texturización superficial ha sido empleada en diversas situaciones con el propósito de mejorar el desempeño tribológico de componentes mecánicos en contacto. En particular, la imposición de una textura determinística en superficies metálicas mediante procesos de mecanizado tiene unos costos energéticos asociados al consumo de potencia eléctrica, al desgaste de las herramientas de corte y a las pérdidas propias de la transformación de la energía eléctrica en energía mecánica, entre otras. Es, por lo tanto, pertinente cuantificar el consumo energético en el proceso de texturización con el propósito de evaluar la viabilidad de aumentar las áreas a texturizar, esto es, incrementar el volumen de material a remover de las piezas. En este trabajo se estudió el proceso de texturizado superficial con cinco patrones geométricos de un conjunto de pines fabricados en aceros AISI 1080 y AISI 52100, con énfasis en el análisis del consumo energético en el centro de mecanizado. Durante la texturización se registraron consumos de energía eléctrica entre 31.8 y 52.3 Wh por mm2 de área texturizada y a partir de los datos experimentales se establecieron correlaciones entre el consumo de energía, el material, el diseño geométrico de la textura y el área texturizada. Se encontró un aumento del 14% del consumo de energía al aumentar el área texturizada para el acero AISI 1080 en oposición al acero AISI 52100, en el cual disminuyó 20.8% el consumo energético al aumentar el área texturizada.

  • English

    Surface texturing has been used in diverse applications to improve the tribological performance of mechanical components in contact. In particular, the imposition of a deterministic texture on metal surfaces through machining processes has energy costs associated with the consumption of electrical power, the wear of cutting tools and the inherent losses due to the transformation of electrical energy into mechanical energy, among others. Quantifying the energy consumption in texturing processes helps to evaluate the viability of increasing the areas to be textured, i.e., the total volume of material to be removed from the pieces. In this work, the surface texturing process of AISI 1080 and AISI 52100 steels with five geometric patterns was studied, with emphasis on the analysis of energy consumption in the machining center. Electrical energy consumptions between 31.8 and 52.3 Wh per mm2 of textured area were recorded and correlations between energy consumption, material, geometric design of the texture and textured area were established from the experimental data. An increase of 14% in energy consumption was found by rising the textured area for AISI 1080 steel, as opposed to AISI 52100 steel, which showed a reduction of energy consumption of 20.8 % when the textured area increased.