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El Departamento de recubrimientos finos del Instituto Central de Investigación de Mitsubishi Materials Corporation lleva a cabo investigaciones y desarrollos relacionados con materiales y recubrimientos para mejorar drásticamente el rendimiento de las herramientas de corte. En este artículo, hablamos acerca de este departamento altamente avanzado y de sus investigaciones y desarrollos. 

Investigación y desarrollo pioneros, con tecnologías de análisis y evaluación de última generación

El Instituto de Investigación Minera de Mitsubishi Materials Corporation se creó en Shinagawa en 1917, y fue el primer instituto de investigación privado de Japón. Tras su reubicación en la ciudad de Omiya (actualmente, la ciudad de Saitama), en la prefectura de Saitama, se embarcó en un nuevo camino como el Instituto Central de Investigación. En 2007, se expandió a la ciudad de Naka, en la prefectura de Ibaraki, con tres delegaciones en Omiya, Onahama y Kitamoto. Este año, el instituto celebra su centenario. El Departamento de películas finas y recubrimientos cuenta con el mayor número de centros de investigación afiliados del instituto. Este departamento se centra en el control de la composición, textura e interacción de los materiales sinterizados duros y los recubrimientos funcionales a nivel de nanopartículas para el desarrollo de nuevos materiales con funciones totalmente novedosas. El director del departamento, Takatoshi Oshika, nos habla acerca de la solidez del instituto. «Hemos implementado los equipos y dispositivos más avanzados, con los que muy pocos institutos de Japón cuentan, y también disponemos de un gran número de renombrados investigadores con unos niveles de capacitación realmente avanzados. 
El instituto tiene otros nueve departamentos que trabajan en diferentes campos de investigación, como el análisis de materiales y los materiales electrónicos. Estos departamentos pueden aplicar de forma rápida diferentes tecnologías de forma colaborativa, lo que es, en mi opinión, uno de los principales puntos fuertes de Mitsubishi Materials. 
De hecho, hemos presentado un sinfín de productos gracias a la integración de las tecnologías desarrolladas en diferentes proyectos. Uno de ellos es el sensor termistor flexible más fino del mundo».

El Departamento de películas finas y recubrimientos ha desarrollado tecnologías elementales que se aplican en la fabricación de productos innovadores como las calidades UC5105/UC5115. El recubrimiento para CVD desarrollado para las calidades UC ha supuesto una mejora importante en su vida útil y ha aumentado su resistencia al desgaste mediante el uso de la tecnología de recubrimiento Al2O3. «Actualmente, estamos investigando una tecnología elemental para brocas PCD utilizadas en el mecanizado de CFRP, para la que ya se ha completado el diseño básico de materiales. También estamos realizando investigaciones sobre materiales de recubrimiento de diamante CVD para procesamiento CFRP con la esperanza de poder aplicar esta tecnología a nuevos productos en un futuro cercano». Y añade: «También estamos trabajando en desarrollos tecnológicos innovadores. Por ejemplo, cuando descubrimos que la resistencia de un material de recubrimiento se duplica al hacer que las partículas de material sean más pequeñas, necesitamos rediseñar el dispositivo que crea las partículas. Gracias a estos esfuerzos, conseguimos desarrollar un dispositivo único en el mundo. Gracias a este desarrollo y al uso de equipos de alto valor añadido, creo que podemos crear materiales innovadores. Es como una pelota mágica en un cómic de béisbol. En lugar de intentar mejorar nuestro lanzamiento, nos esforzamos por crear una pelota máquina que nadie pueda batear. El desarrollo de productos innovadores es nuestra misión».

Desarrollo de materiales de recubrimiento de diamante CVD para mecanizado de CFRP

Kazutaka Fujiwara se incorporó a Mitsubishi Materials hace 20 años y fue asignado al Instituto Central de Investigación hace 10 años. Se ha dedicado a la investigación y el desarrollo de materiales de recubrimiento de diamante CVD para herramientas de corte durante los últimos cinco años. Fujiwara señala que «en comparación con las divisiones de desarrollo de las plantas de fabricación, este instituto mantiene una mayor distancia respecto a nuestros clientes. Por lo tanto, siempre tengo en cuenta la necesidad de mantener una estrecha relación de trabajo con el personal de desarrollo de las plantas de fabricación porque son ellos los que tienen un contacto frecuente con los clientes y, por lo tanto, comprenden mejor sus necesidades. Después de conocer las necesidades de los clientes, me centro en identificar principios fundamentales que generen nuevas hipótesis. Los resultados suponen una mejora radical en el rendimiento de los productos. Me hace feliz escuchar que los productos fabricados con la nueva tecnología que hemos desarrollado son reconocidos por el mercado». Fujiwara se dedica actualmente a la investigación y el desarrollo de materiales de recubrimiento de diamante CVD para herramientas de corte de CFRP utilizadas en fuselajes de aviones. «Mitsubishi Materials ya ha lanzado al mercado brocas y fresas de perfiles recubiertas con materiales que hemos desarrollado. Ahora, estamos trabajando en nuevos materiales de recubrimiento cuyo rendimiento es aún mayor».

Un esfuerzo por desarrollar tecnologías únicas que se puedan aplicar en la fabricación de nuevos productos

Además del CFRP simple, también utilizan materiales compuestos, como CFRP y aluminio, o CFRP y titanio, para la fabricación de componentes aeronáuticos. 
El procesamiento de diferentes materiales con una única herramienta requiere un aumento importante del rendimiento. La calidad de los materiales de recubrimiento de diamante CVD que se requiere para el mecanizado de estos materiales compuestos es necesariamente elevada. Como señala Fujiwara, «para el procesamiento solo de CFRP, cuanto mayor sea el ratio del diamante, es decir, cuanto mayor sea la dureza del material, mayor será el rendimiento del material de recubrimiento. 
Por otro lado, si aumentamos el ratio del diamante para procesar metales como el aluminio o el titanio, los materiales de recubrimiento tienden a reaccionar a los materiales de trabajo, lo que puede provocar adhesión, reducir la precisión del mecanizado y acortar la vida útil de la herramienta. Necesitamos solucionar estos problemas al mismo tiempo que logramos un rendimiento excelente para una amplia gama de materiales de trabajo con un único material de recubrimiento capaz de alargar significativamente la vida útil de la herramienta, al tiempo que desarrollamos los materiales de recubrimiento de diamante CVD». Fujiwara trabaja en el desarrollo de materiales de recubrimiento de diamante CVD que triplican la vida útil de las herramientas en comparación con los materiales actuales. Tras establecer el objetivo de lanzar al mercado estos productos en 2018, todo el equipo está trabajando duro en las tareas de investigación y desarrollo. «La misión del Instituto Central de Investigación es crear la tecnología más avanzada. Nos entusiasma tener la posibilidad de producir el tipo de tecnologías que solo Mitsubishi Materials es capaz de crear para poder hacer felices a nuestros clientes con los productos que fabrican mediante el uso de nuestras herramientas».