El taladro magnético portátil MAB 485 atraviesa un Boeing 747

Con la Gran Imaginación llegan los grandes sueños y los retos inesperados para lograr lo que la mente imagina. Sólo los agujeros se interponen en el camino…

Big Imagination se puso en contacto con CS Unitec para que le ayudara a especificar y suministrar una broca y un lubricante para hacer agujeros en las vigas de titanio de las alas de un Boeing 747. Tras describir su visión -un proyecto artístico distinto a cualquier otro intentado antes-, nos quedamos intrigados y entusiasmados. Esta es la historia del proyecto 747 y de cómo CS Unitec y Big Imagination colaboraron para perforar 232 (sí, ¡doscientos treinta y dos!) orificios de 5/8″ de diámetro a través de titanio de grado aeroespacial de 2″ de grosor.

Este proyecto también apareció en thefabricator.com con detalles adicionales del proyecto, incluido su debut en Burning Man.

El cerebro de Big Imagination llevaba casi 10 años soñando con convertir un avión en una obra de arte de instalación móvil más grande que la vida. Hace años, Ken Feldman, director general de Big Imagination, asistió a Burning Man, donde vio una bicicleta estilo torpedo hecha con depósitos de combustible de avión. Su mente se agitó pensando en lo impactante e innovador que sería convertir un Jumbo Jet en una gigantesca obra de arte móvil, un proyecto nunca antes intentado.

Tras localizar un Boeing 747-300 retirado del servicio en 1985 en el cementerio del Puerto Aéreo y Espacial de Mojave y reunir un ejército de más de 500 voluntarios para hacer realidad su sueño, Feldman se puso en marcha.

Para transportar el 747 más de 800 km desde Mojave, California, hasta su destino final en el desierto de Black Rock, Nevada, habría que modificarlo considerablemente. Se eliminaron la cola y gran parte de las alas, reduciéndolo a 135 pies de largo, 32 pies de alto y 60 pies de ancho. Para poder circular por las carreteras públicas, habría que dividirlo en partes más pequeñas, dos secciones superiores del fuselaje y una larga sección principal inferior del fuselaje. El principal problema era la anchura de 60′ del fuselaje. Las alas y el tren de aterrizaje adosado debían desmontarse de modo que pudieran volver a montarse rápidamente in situ y mantuvieran su integridad estructural original.

La única otra vez que las alas de un 747 se han desmontado y vuelto a montar de tal manera fue en el avión 747 portador del Transbordador Espacial expuesto en el Centro Espacial Johnson/Centro Espacial de la NASA en Houston, TX. Esta operación fue realizada por la unidad de operaciones de élite Aircraft On the Ground de Boeing.

La estructura vertebral de las alas y el tren de aterrizaje del avión es una enorme viga en I de titanio para el tren de aterrizaje, «la mayor forja de titanio realizada en el hemisferio occidental», según Feldman. El equipo de Big Imagination viajó al Centro Espacial Johnson para inspeccionar el trabajo de Boeing. Desmontar la viga I del tren de aterrizaje es esencialmente imposible. Boeing cortó la viga I por la mitad y luego utilizó una serie de placas de empalme de titanio para volver a montar la estructura.

Feldman sabía ahora que era posible cortar y volver a montar la viga. El equipo de ingeniería de Big Imagination elaboró los cálculos para utilizar placas de empalme de aluminio de la serie 7000 en lugar de titanio, ahorrando más de 50.000 dólares en costes de material. El único problema del plan era que la viga en I no era de titanio, sino de una aleación de titanio de calidad aeroespacial. No tenían ni idea de cómo Boeing taladraba todos esos agujeros en la viga en I.

Taladrar titanio presenta sus propios retos: el material tiene una relación resistencia-peso muy elevada, no es ferroso y es resistente a los productos químicos y a la oxidación. Además, el titanio tiene una baja conductividad térmica, así como tendencia a adherirse a la herramienta de corte. Ambas complicaciones requieren equipos de gran resistencia y una gran cantidad de lubricante/refrigerante para taladrar limpiamente y evitar el fallo prematuro de la herramienta. Dicho esto, cuando la mayoría de los fabricantes imaginan el taladrado de titanio, se supone que se necesitan equipos grandes y costosos, como máquinas de electroerosión por hilo y chorro de agua.

El equipo de Big Imagination estaba formado por miembros con una amplia variedad de experiencia, por lo que los cerebros para completar el proyecto no eran un problema. El mayor obstáculo era que el equipo no tenía acceso a una zona de ambiente controlado ni a todo el equipo especializado de alta tecnología que los fabricantes de equipos originales como Boeing tienen a su disposición para completar los trabajos según las especificaciones. Así que tuvieron que trabajar con herramientas eléctricas especializadas, más fabricación práctica e ingenio a la antigua usanza.

Tras clavar los puntos de corte, diseñar las placas de empalme y comprobar tres veces los detalles, el equipo estaba listo para perforar.

El principal «perforador» de Big Imagination, el fabricante voluntario Keru McKenzie, fue el encargado de hacer los 232 agujeros en la viga en I de titanio. El proceso que creó consistió en taladrar previamente los agujeros en las placas de empalme de aluminio serie 7000 de 5 cm de grosor, y luego intercalarlas en la viga en I de titanio con una placa de acero de ½» de grosor (véase el diagrama de la derecha). El equipo probó inicialmente dos opciones para taladrar los agujeros -un taladro manual y un taladro magnético de otro fabricante- y ninguna de ellas pudo «cortarlo».

Ahí es donde CS Unitec entró en escena. Feldman se puso en contacto con nuestro equipo técnico para que le diéramos nuestra opinión sobre cómo podrían hacer primero un agujero a través del material apilado y luego repetir la acción 231 agujeros más. Se determinó que la mejor opción de perforación para el trabajo sería la perforadora magnética portátil MAB 485. Con hasta 4-1/2″ de material variado para taladrar de una pasada, el potente motor y la carrera larga de la 485 parecían una buena opción. Su motor de 2 engranajes y velocidad variable (50-250 RPM y 100-450 RPM) ofrecía las bajas velocidades y el alto par que requería el trabajo. «Una de las grandes ventajas de este taladro magnético es que tiene un gran alcance», comenta Feldman. «Que es básicamente la única forma en que podíamos conseguirlo».

Aparte del reto que supone perforar un material tan duro, el titanio requiere el uso de un flujo robusto y constante de lubricante/refrigerante para garantizar que el material salga del corte y la broca/cortadora no falle prematuramente. La taladradora magnética portátil MAB 485 tiene un sistema automático de lubricación interna que permite acoplar un dispositivo de lubricación externo para suministrar líquido al lugar de corte. (Mira aquí un vídeo en el que se describen los retos del proyecto y cómo la MAB 485 estuvo a la altura).

Según Keru, cada corte a través de la pila completa de material tardó unos 12 minutos en completarse y utilizó aproximadamente ½ galón de lubricante. Normalmente, los fabricantes pueden utilizar el depósito de aceite de corte integrado o aplicar lubricante manualmente. Sin embargo, con la necesidad de un alto caudal de refrigerante, una presión constante de la broca sobre el material y los frecuentes cambios de orientación (vertical/horizontal/inverso), Keru diseñó un sistema de alimentación por gravedad de mayor capacidad para alimentar constantemente refrigerante a la broca, independientemente de la orientación del corte.

Para cortar los agujeros, proteger la broca y alargar la vida útil de la herramienta todo lo posible, se especificó el lubricante de corte no tóxico ProLube™. La fricción y el calor eran el principal enemigo del proyecto: al taladrar titanio sin lubricación suficiente, existe un alto potencial de endurecimiento inmediato de la pieza, así como de chispas robustas y probabilidad de riesgo de incendio. El lubricante Prolube™ es eficaz, duradero y tiene una alta transferencia térmica: se mezcla con agua 16:1 para la mayoría de las aplicaciones, por lo que sólo se necesita una cantidad relativamente pequeña.

Afortunadamente, tras perforar los 232 orificios, Keru informó de que el motor y el cuerpo del taladro estaban en perfecto estado y no mostraban signos de desgaste o tensión, ni por la perforación ni por las duras condiciones del desierto. El control electrónico inteligente del par de la perforadora magnética portátil equilibraba la necesidad de alta potencia a baja velocidad para atravesar el titanio de calidad aeroespacial y minimizar la tensión del motor.

«El MAB 485 de CS Unitec fue el equipo que marcó la diferencia para poder completar un duro trabajo de perforación», declaró Keru. «Las grandes cosas que hicieron que funcionara fueron el motor de alto par, la elección de velocidades y el potente imán».

Resumiendo el proyecto, Feldman no puede sino sentirse orgulloso de su ejército de voluntarios, de su dedicación y de su inventiva con las herramientas disponibles. «Ellos (el Centro Espacial Johnson/Centro Espacial de la NASA en Houston) hicieron que Boeing viniera a hacer todo este trabajo con todas sus herramientas de lujo», recuerda Feldman. «¡Lo que teníamos era un Keru y un CS Unitec y hacíamos lo mismo! Los taladros magnéticos marcaron la diferencia».

Taladradoras magnéticas eléctricas CS Unitec/BDS Maschinen – Fabricadas en Alemania.