Perforación por fricción

La perforación por fricción es un método para hacer agujeros en metal en el que el material se desplaza mediante el calor generado por la fricción. Este proceso también se conoce como perforación térmica, perforación por flujo, perforación de forma o perforación por fricción-agitación. ^{[ 1 ]}

La perforación por fricción se utiliza habitualmente en cuadros de bicicleta , intercambiadores de calor y para crear agujeros para el montaje de rodamientos .

En 1923, el francés Jean Claude de Valière intentó crear una herramienta capaz de perforar metal mediante calor por fricción, en lugar de mediante mecanizado. El éxito fue moderado, ya que en aquel entonces aún no se disponía de los materiales adecuados. Además, todavía no había descubierto la forma idónea para este tipo de herramienta.

No fue hasta la década de 1980 que se pudo producir una herramienta útil.

La perforación por fricción utiliza una broca cónica fabricada con un material muy resistente al calor, como el carburo cementado . Este dispositivo se presiona contra el material objetivo con alta velocidad de rotación y alta presión. De esta forma, se genera un calor localizado que ablanda el objeto, haciéndolo plástico . La herramienta entonces se introduce en el objeto, creando un orificio. Los lubricantes ayudan a evitar que el material se adhiera a la broca. A diferencia de la perforación , el material que fluye no se pierde, sino que forma una capa alrededor del orificio. La longitud de esta capa puede ser hasta tres veces el espesor original del material. La presencia de este reborde metálico alrededor de los bordes del orificio refuerza las uniones.

Esta tecnología ofrece varias opciones. Las brocas pueden incluir un dispositivo de corte que elimina el típico "collar" de material plastificado que fluye hacia arriba, logrando así una superficie superior uniforme. Se pueden utilizar orificios guía perforados para reducir la fuerza axial necesaria y obtener un acabado liso en el borde inferior del buje. Las roscas internas se pueden cortar con machos de roscar o laminar con terrajas .

• Proceso muy rápido (de 2 a 6 segundos) ^{[ 2 ]}
• El proceso remodela todo el material para que no se pierda nada. El material sobrante forma un manguito que es aproximadamente tres veces más largo que el grosor original del material objetivo, lo que permite realizar uniones atornilladas muy resistentes en materiales delgados.
• Es un proceso limpio porque no se produce basura (partículas).
• No es necesario acceder a la parte posterior de la pieza de trabajo, como ocurre con los herrajes de presión o autoenganchables .
• Más fiable y rápido que las tuercas remachables (una alternativa que tampoco requiere acceso a la parte posterior de la pieza).
• Funciona en casi todo tipo de metales. ^{[ 3 ]}

• La perforación por fricción no es posible en materiales masivos, ya que el metal desplazado debe poder fluir hacia algún lugar. El espesor máximo del material suele ser la mitad del diámetro del orificio ^{[ 4 ]} , y los fabricantes de brocas proporcionan instrucciones específicas. ^{[ 5 ]}
• El material objetivo debe ser capaz de soportar el calor adicional. Los materiales que han sido pintados, recubiertos de plástico, galvanizados o tratados térmicamente suelen ser inadecuados para este proceso.
• Requiere mayor capacidad del motor y velocidad de rotación que los taladros convencionales. ^{[ 2 ]}

• Vídeo del proceso de perforación de flujo
• Guía de ingeniería para perforación por flujo/fricción