Innovació a Fabricació Mecànica: trajectòries trocoidals per mecanitzar titani

2021 10 25 titani 1L’Institut Jaume Huguet, conjuntament amb dos centres més de formació professional, el Corona de Aragón de Saragossa i el Virgen de Gracia de Puertollano ha acabat aquests darrers mesos el projecte d’innovació “Metodologia STEAM i criteris de sostenibilitat en la R+D+I de la fabricació mecànica. Aplicació al disseny i assaig de freses per mecanitzar elements de prestacions avançades”.

El projecte ha estat cofinançat pel Ministerio de Educación y Formación Profesional i el FSE, en el marc de el Programa Operatiu d'Ocupació, Formació i Educació, 2014-2020.

Alguns dels resultats que el professorat de la família professional de Fabricació Mecànica de l’Institut ha assolit han estat els següents:

• Aprendre sobre l'ús de la metodologia STEAM aplicada al projecte d'assaig d'eines de tall, de manera que s'optimitzen els assajos sobre els diferents materials, alhora que es faciliten a l'alumnat les eines per continuar estudis i millorar la seva creativitat i capacitat d'emprenedoria.

• Demostrar que es pot aconseguir la formació tant didàctica coma tècnica (Rivas, 2004) mitjançant la incorporació de projectes d'innovació.

• Incentivar la millora dels equipaments i de les instal·lacions dels centres a través dels projectes d'innovació.

• Interactuar amb altres centres educatius per aprendre dels seus procediments organitzatius i metodologia docent.

La metodologia STEAM és intrínseca als cicles formatius de formació professional de fabricació mecànica, en què és tan important el factor de muntatge/ajust com el d'indagació, càlcul/disseny, programació, juntament amb l'interès per expressions artístiques en diverses àrees.

Els projectes d'innovació en totes les variants, tant des del punt de vista pedagogicodidàctic com tècnic, constitueixen un element motivador i molt significatiu per a l'aprenentatge i la formació continuada de tot el professorat de fabricació mecànica.

Algunes de les activitats que s’han fet són les següents: un assaig sobre fresat trocoidal (Rauch i Hascoët, 2009) que s’ha realitzat sobre titani en lloc de realitzar trajectòries rectes, que és el més habitual en aquests assajos; per aprofitar més el material es va passar a espiral d'Arquimedes, cosa que, a més va suposar recordar als participants la quantitat de realitzacions tècniques i artístiques que es deuen a aquesta corba, i també repassar les realitzacions (mecànica i hidràulica, especialment per a la família professional de fabricació mecànica) d'aquest científic i la seva implicació en l'educació (Espinosa i Vera, 2014).

El fresat trocoidal és una estratègia de mecanitzat ben establerta que encara permet la realització d’introducció de nous enfocaments. Aquesta estratègia es pot aplicar a qualsevol tipus de material, encara que generalment va associada a materials avançats com ara els aliatges de titani i níquel. Aquest estudi es basa en l'adaptació de la velocitat d'alimentació d'una eina de fresat amb Ti-6Al-4V, de manera que es pot mantenir l'amplada constant sense modificar la geometria del recorregut. Una singularitat en l'etapa experimental es va aconseguir amb una ranura espiral d'Arquimedes en lloc de les ranures rectes convencionals. Això va fer possible obtenir una paret còncava i una altra convexa, i optimitzar la quantitat de material utilitzat. El temps d'eficiència, en comparació amb una trajectòria constant, va ser lleugerament superior al 20%, i es va reduir també el desgast de l'eina. Aquestes tècniques requereixen fresadores amb altes prestacions mecàniques i cinemàtiques, a més d’absència de joc entre les juntes i una elevada capacitat d'acceleració. 

Podeu consultar l’article que s’ha publicat sobre aquest projecte a Mathematics concretament aquí.

 

 logos