Calidad geométrica en el mecanizado de superficies curvas en titanio para aplicaciones médicas

Abstract

El objetivo del presente estudio, es determinar la influencia de la velocidad de corte, avance por diente y la estrategia de mecanizado; sobre la calidad geométrica de la superficie mecanizada en el fresado con herramienta de punta esférica del titanio grado quirúrgico Ti6Al4V (En este trabajo, se considera calidad geométrica a los parámetros de rugosidad superficial, precisión dimensional y tolerancia de forma). Para ello, las probetas se mecanizaron, por medio de fresado con herramienta de punta esférica. El análisis de la influencia de los factores se realizó, por medio de un diseño experimental factorial 23. Por otra parte, un ANOVA (análisis de la varianza) se realizó, considerando geometrías esféricas cóncavas y convexas del mismo radio; para determinar la influencia de este sobre la calidad geométrica de la superficie mecanizada. Adicionalmente, se realizó; un ANOVA entre geometrías esféricas convexas de radio diferente, con la intención de determinar la influencia sobre la calidad geométrica de la superficie mecanizada. Los resultados del diseño experimental factorial 23 mostraron que el factor interacción velocidad de corte-avance por diente tiene efecto sobre los parámetros de rugosidad superficial Ra y Rt. Por otra parte, el ANOVA para las geometrías esféricas cóncavas y convexas del mismo radio, muestra que el cambio de geometría cóncava a convexa tiene efecto sobre la precisión dimensional. Por último, el ANOVA para geometrías esféricas convexas, muestra que el cambio de radio tiene efecto sobre los parámetros de rugosidad superficial Ra, Rt y la precisión dimensional.

Abstract. The objective of this study, is to determine the influence of the cutting speed, feed per tooth and machining strategy; on geometric quality of the machined surface, in the ball milling tool of the surgical grade titanium Ti6Al4V (In this paper, geometrical quality, is considered; parameters of surface roughness, dimensional accuracy and shape tolerance). The samples were machined by means of ball milling tool. Analysis of the influence of the factors was performed by means of a 23 factorial experimental design. Further, an ANOVA (analysis of variance) was performed between concave and convex spherical geometries of the same radius, to determine the influence on the geometric quality of the machined surface. Additionally, an ANOVA was performed; between convex spherical geometries different radius to determine the influence on the geometric quality of the machined surface. The factorial experimental design results showed that factor 23 interaction cutting speed-feed per tooth has an effect on surface roughness parameters Ra and Rt. Furthermore, ANOVA for concave and convex spherical geometries of the same radius, shows that the change of a convex concave geometry has an effect on the dimensional accuracy. Finally, ANOVA for convex spherical geometries shows that the radius change has an effect on surface roughness parameters Ra, Rt, and the dimensional accuracy.