El corte por chorro de agua le da a los lugers la ventaja

Chris Mazdzer (frente) y Jayson Terdiman (atrás) de la carrera de Estados Unidos en la Copa Mundial de Lake Placid el 15 y 16 de diciembre de 2018. Foto de Ayden Meyers.

Pilotar un trineo exige una fuerza, una habilidad y un coraje extraordinarios. A medida que sus trineos se deslizan por las curvas, giros y rectas de una pista de 1 milla hecha de nieve compactada y hielo, los atletas del equipo de Luge de EE. UU. van a velocidades de hasta 90 MPH y soportan fuerzas de hasta 7 Gs. Una milésima de segundo puede marcar la diferencia entre el oro y la plata.

Fabricar los patines del trineo, también llamados cuchillas o acero, para este deporte de alta velocidad y alto riesgo es un asunto serio. Con tanto en juego en esos aceros, USA Luge cuenta con Accurate Waterjet en Phoenix, Arizona.

Arnie Lytle compró Accurate Waterjet en 2008 después de más de ocho años en LAI (anteriormente Laser Applications Inc.), una de las empresas de láser y chorro de agua más grandes del mundo. Lytle comenzó a trabajar con USA Luge en 2006, antes de comprar Accurate Waterjet. El nieto de su esposa, que era pasante en USA Luge, hizo la conexión inicial.

Aunque las carreras de trineo existen desde el siglo XV, los eventos de luge solo se han presentado en los Juegos Olímpicos de Invierno desde 1964. Hoy, USA Luge recluta atletas a partir de los 9 años, y los mayores de 20 suelen competir en el nivel olímpico, según Gordy Sheer, el director de marketing y patrocinio del equipo. El equipo nacional se reduce a 10 atletas cada cuatro años antes de la competencia olímpica.

Los trineos están hechos a medida para adaptarse al tamaño del cuerpo, el tipo de cuerpo y la forma de moverse de cada miembro del equipo. Los luges miden alrededor de 3 pies de largo, pesan aproximadamente 60 libras y valen más de $ 40,000 cada uno. "Cada atleta del equipo nacional recibe un trineo personalizado según el tamaño, el peso y la preferencia, y un par de juegos de acero", explicó Sheer. "Las formas de los aceros se pueden modificar según las condiciones, la preferencia del ciclista y otros factores". Los entrenadores del equipo terminan a mano cada juego de aceros antes de unirlos a los trineos y luego los ajustan aún más para adaptarse a cada atleta individual.

Accurate Waterjet da forma a nuevos aceros para el equipo de Luge de EE. UU. cada cuatro años a medida que se desarrollan nuevos trineos para la competición olímpica. "Cada cuatro años cuando hacemos esto, el proceso cambia considerablemente y los materiales que cortamos cambian significativamente", dijo Lytle. "Es un proceso de alta tecnología muy complicado para desarrollar estos trineos y estos aceros".

Para cortar la última generación de aceros, con los que USA Luge competirá en los Juegos Olímpicos de Invierno de Beijing 2020, Lytle y su equipo enfrentaron un nuevo desafío: por primera vez, cada acero tendría la forma de una sola losa de metal de aproximadamente 2 pulgadas. de espesor por 2,5 pulg. de ancho y 43,5 pulg. de largo.

Como explicó Sheer, el diseño de una pieza exige un procesamiento posterior preciso después del corte por chorro de agua "para asegurarse de que tenga la forma perfecta para reducir la fricción en el acero y maximizar la velocidad. Los aceros deben fabricarse según especificaciones exactas con un perfil que cambia constantemente a lo largo de su borde. En algunos lugares necesitan ser más afiladas y en algunos lugares más redondas. Todo es relativo. Demasiado afiladas, y se clavan en el hielo, creando una fricción adicional".

El metal desarrollado para los trineos del equipo es similar al acero inoxidable, aunque la composición precisa del material es un secreto muy bien guardado, desconocido incluso para Lytle. Entonces, ¿cómo podría determinar la mejor manera de cortarlo?

"En el corte por chorro de agua, en realidad es un proceso de erosión controlada, no un verdadero proceso de corte", explicó. "Lo que afecta qué tan rápido puede ir es el índice de maquinabilidad, que está determinado por la composición de la aleación junto con la dureza del material".

Los aceros, que se muestran aquí en la parte inferior del luge, se cortan con chorro de agua dentro de tolerancias estrictas, luego se terminan y se adaptan a cada atleta de luge.

Al principio de su carrera con chorro de agua, Lytle obtuvo una valiosa experiencia al realizar estudios de eficiencia, evaluando múltiples variables, como cómo los diferentes tamaños de grano abrasivo afectan el corte, cómo se desempeñan los diferentes grados y tipos de abrasivos, cómo las diferentes tasas de flujo de abrasivo afectan la eficiencia de corte y cómo el agua diferente los caudales se ven afectados tanto por la presión como por el tamaño del orificio.

Lytle y su equipo adoptan un enfoque experimental para determinar la mejor manera de cortar la aleación desconocida. Realizan un corte de prueba a una velocidad de funcionamiento segura, normalmente entre el 70 y el 80 por ciento del ajuste final. Luego evalúan el corte de prueba y, si el acabado es bueno y se encuentra dentro de las tolerancias especificadas, aumentan la velocidad en aproximadamente un 5 por ciento. Repiten esto hasta que el borde cortado se acerca a caer fuera de la tolerancia, luego reducen la velocidad ligeramente para establecer la configuración óptima.

Este enfoque cauteloso se justificó especialmente para los juegos de 2020 porque el material de 2 pulgadas de espesor es más grueso que el material de acero luge anterior. "No queríamos empujarlo demasiado rápido y obtener estrías o líneas en el corte", dijo Lytle. "Si lo empujas demasiado rápido, no corta por completo y se mueve un poco hacia adelante y hacia atrás. Empiezas a tener un corte áspero, y eso no es satisfactorio".

"En el chorro de agua, un cierto grado de aleación o material generalmente corta dentro de un cierto rango", continuó. "Estamos cortando a un tamaño casi neto, de modo que cuando los aceros pasen al acabado, puedan mecanizarse fácilmente y evitar el posible endurecimiento de la máquina, que puede ser un gran problema en la etapa de acabado secundario".

La materia prima para los aceros viene en forma de barra, y originalmente el equipo solicitó un rendimiento de uno o dos aceros por barra, pero Lytle y su equipo crearon una trayectoria con un corte de línea común que permitía que los aceros compartieran bordes; cuatro cortes en una barra produjeron tres aceros. Crear este rendimiento mejor de lo esperado requirió un alto nivel de precisión. La conicidad puede ser un problema, por lo que Accurate modificó la programación para reducir la velocidad de avance y cortar con mayor precisión. El mecanizado que se produce después del corte por chorro de agua requiere que los espacios en blanco se corten con chorro de agua dentro de tolerancias muy estrictas.

Para la última generación de aceros, Lytle confió en una máquina de chorro de agua Mitsubishi con una bomba intensificadora KMT que producía un máximo de 90 000 PSI de presión de agua, aunque 70 000 PSI resultó ser la más eficiente para cortar los aceros. La máquina tiene un orificio de 0,010 pulgadas de diámetro con un tubo mezclador de 0,030 pulgadas de diámetro, que alimenta abrasivo a una velocidad de 1 libra por minuto.

En el pasado, los aceros de trineo constaban de varias piezas, incluido un material de borde separado que se unía a un metal base para la parte principal de los corredores. El taller había cortado el material del borde usando un granate Barton 80 HPA, pero los aceros de una pieza de este año requerían un proceso completamente nuevo y otro tipo de granate, Barton ADIRONDACK® 80 HPX®.

El nombre de la marca proviene de donde se extrae, de Ruby Mountain en Adirondacks, en el norte del estado de Nueva York, no lejos de Lake Placid, donde tiene su sede USA Luge. En apoyo de USA Luge, Barton donó el granate utilizado para crear los últimos aceros de una pieza. "Estamos emocionados de participar en este esfuerzo", dijo Randy Rapple, presidente de Barton International, con sede en Glen Falls, Nueva York, "y esperamos ver al equipo competir en Beijing".

Como explicó Lytle, el granate HPX tiene bordes más afilados que el HPA, por lo que es más adecuado para aplicaciones exigentes. El procesamiento húmedo durante la fabricación abrasiva elimina los materiales finos dentro del granate, lo que reduce el polvo durante el proceso de chorro de agua y produce un corte limpio.

"Con los aceros luge, tenemos una tolerancia de ±0,010 pulgadas a 2 pulgadas de material de acero", explicó Lytle, y agregó que los bordes afilados del granate "se cortan con menos conicidad, lo que nos permite cumplir con estos estrictos requisitos de calidad".

El granate ADIRONDACK HPX que utiliza Accurate Waterjet para su trabajo en USA Luge tiene una estructura cristalina con bordes afilados y angulares.

Lytle agregó que los bordes afilados le dan al granate características de corte agresivas, lo que ayuda a aumentar la velocidad de corte, en este caso en un 10 por ciento, mientras mantiene una alta calidad de borde.

Anteriormente, el equipo de Accurate Waterjet tardaba aproximadamente 8 horas en cortar tres aceros en un sistema de chorro de agua de 55 000 PSI con granate de 80 HPA. Utilizando un chorro de agua con abrasivo de 80 HPX y el intensificador funcionando a 70 000 PSI, el fabricante acortó el tiempo de corte en dos horas.

Cortar la forma real de los aceros no es particularmente desafiante. Lo que es desafiante tiene que ver con mantener la consistencia del procesamiento en material de 2 pulgadas de espesor durante tiempos de ciclo que se miden en horas en lugar de minutos. Como explicó Lytle, "el desafío es que tiene 2 pulgadas de grosor, por lo que debe asegurarse de tener un buen flujo de granate y sin interrupciones como obstrucciones que pueden crear todo tipo de problemas y podrían desechar fácilmente una parte".

Además de los desafíos técnicos en constante cambio de este trabajo, Lytle valora la oportunidad de contribuir a la organización de USA Luge. "Soy un veterano, y casi todos en nuestro taller son veteranos o la familia de un veterano. Todos nos tomamos muy en serio nuestro orgullo nacional, y por eso nos gusta hacer cosas que representen a nuestro país".

Lytle también ha disfrutado de conocer a los atletas. "Son diferentes a los atletas profesionales pagados", dijo. "Tienden a tener más humildad. Me enorgullece poder ayudar a apoyar al equipo porque no cuentan con los grandes patrocinios y el dinero que ingresa como lo haría un equipo deportivo profesional".

Así como Accurate Waterjet ha perfeccionado su oficio a lo largo de los años, también lo ha hecho USA Luge. "Antes de que hiciéramos los aceros, el equipo realmente no había ganado muchas medallas en varios Juegos Olímpicos", dijo Lytle. "Desde que comenzaron a diseñar sus propios corredores y los hemos estado fabricando, han comenzado a ganar un poco más de medallas. Nos enorgullece ayudar al equipo a desempeñarse mejor".

Thomas Riggs es gerente de marketing de chorro de agua, Barton International, Six Warren St., Glens Falls, NY 12801, 800-741-7756, www.barton.com.