Análisis de la integridad de la superficie y evaluación de la sostenibilidad en el mecanizado por electroerosión de un material compuesto de matriz metálica ingenieril Al-22% SiC

En vista de las amplias aplicaciones que tienen los materiales compuestos ingenieriles de matriz metálica, particularmente en las industrias automotriz, eléctrica y aeroespacial, dar forma a estos materiales es un desafío realmente difícil. Esta investigación aborda el mecanizado por electroerosión de un material compuesto de matriz metálica Al-22% SiC para analizar la rugosidad de la superficie de las piezas mecanizadas. Se realizan una serie de pruebas de mecanizado en diversas condiciones de procesado (presión de chorro, voltaje, tiempo de activación del pulso, corriente de descarga, tiempo de desactivación del pulso) obtenido por un diseño Box- Behnken. Adicionalmente, este trabajo aborda la metodología de optimización deseada y modelado predictivo para la minimización de la calidad de la superficie mecanizada empleando la metodología de superficie de respuesta. Basado en el punto de vista motivacional de “Sea verde-piense en verde-actúe en verde”, se ha sugerido un enfoque único para el análisis económico y la evaluación de sostenibilidad para determinar el costo total de mecanizado por pieza y para justificar la utilidad del aceite vegetal como medio dieléctrico en el proceso de electroerosión. De acuerdo con este análisis estadístico, la contribución de la corriente de descarga de chispa se identificó como el factor principal en la degradación de la calidad de la superficie. El valor de rugosidad superficial óptima estimado (Ra) de 0,181 µm y el coste total de mecanizado calculado por pieza de Rs. 245,9 (2,95 €) se prefirieron con un tiempo de activación del pulso de 100 µs, voltaje de 1 V, tiempo de desactivación de pulso de 30 µs, corriente de descarga de 4 A y presión de lavado de 0,056 MPa, lo que indica que es tecno-económicamente viable. El aceite vegetal considerado como fluido dieléctrico es biodegradable, ambientalmente seguro y, por tanto, contribuye a tener una producción sostenible. Los datos de mecanizado de este material compuesto Al-SiC serían beneficiosos para la industria.