Los moldes de fundición a presión son productos de alto
rendimiento hechos de acero endurecido para herramientas. Sus contornos de
conformación son producidos ya sea por erosión por penetración (EDM) o por
fresado. Debido a la alta dureza de los aceros de trabajo en caliente con los que están hechos, las tecnologías de
fresado del pasado, solo podían ser utilizadas para un grado bastante limitado.
Por lo tanto, la erosión EDM tomó una parte considerable del proceso de
producción total, especialmente en el mecanizado estrecho y simultáneamente en
detalles de contornos profundos, como por ejemplo los nervios del molde. Esto
tiene desventajas considerables en términos de productividad y en los acabados
superficiales, Así como en términos de gastos adicionales de acabado como en
pulido. Para tales aplicaciones, los modernos centros de mecanizados de alta
velocidad (HSC) ofrecen claras ventajas económicas. Un fabricante de moldes de
tamaño mediano relata sobre sus experiencias.
El
centro de mecanizado HSC RXU 1001 DSH de Röders fue diseñado especialmente para
el mecanizado eficiente de aceros duros en moldes y herramientas (Foto: Klaus
Vollrath)
“En los últimos años, hemos cambiado
nuestros procesos de fabricación de EDM a HSC fresado siempre que ha sido
posible. Esta tecnología de fabricación es más precisa y más rápida” Jürgen
Jung (Foto: Nieder)
La experiencia en profundidad beneficia a los clientes
“Desde que adquirí mis primeras
experiencias, en un momento en el que las herramientas de fundición se hacían a
partir de dibujos en lugar de datos CAD 3D y los ejes de la máquina se movían
manualmente, he podido seguir muy de cerca el desarrollo de las modernas
tecnologías de TI y CAM,” comenta Sr. J. Jung.
Durante sus muchos años de experiencia en la
fabricación de moldes, ha sido capaz de acumular una gran experiencia en cuanto
a las posibilidades y los límites del proceso de fundición. Esta base de
conocimientos le ayuda a asesorar a sus clientes con respecto al diseño de la
fundición y en consecuencia, de las
herramientas de fundición. Este bucle de retroalimentación ha tenido un efecto
positivo en la productividad del proceso, la durabilidad de la herramienta y
las propiedades de la pieza fundida. Su personal también sabe los requisitos
especiales que las herramientas de fundición a presión tienen que cumplir y ya
prestan atención a los detalles vitales al inicio de la producción.
Componente
parcialmente mecanizado del lado eyector de un molde para fundición a presión
de aluminio, con un plano de separación con salientes pronunciados, mostrados
aquí con la pieza de fundición a presión asociada. Este inserto de molde está
instalado en una herramienta de tres placas « (Foto: Klaus Vollrath)
En sus tratos con los clientes, J. Jung confía en el software CAD “VISI” en su propio departamento CAD/CAM. Este software le ofrece una continuidad óptima desde las interfaces para introducir varios formatos de datos de clientes hasta los postprocesadores para las máquinas herramienta en su producción. Su plantilla incluye un ingeniero con amplia experiencia en procesos de fundición que ayuda a los clientes a diseñar de manera óptima las entradas y salidas de material en sus moldes de fundición. Los servicios de cálculo de simulación de fundición son prestados por un proveedor de servicios externo con experiencia. La cooperación intensiva con instituciones de investigación de fundición, como las universidades de Aalen y Aquisgrán, constituyen un apoyo adicional.
La precisión y la flexibilidad aceleran las reparaciones de emergencia
“Concedemos gran importancia a la alta precisión de nuestros moldes, ya que esto influye positivamente en las propiedades de rendimiento de las herramientas de fundición y en la calidad de las piezas fundidas,” añade Jan Petri, fabricante de herramientas y mano derecha de J.Jung. Hace hincapié en que la empresa se centra principalmente en los componentes duros del molde que forman el contorno, mientras que las operaciones menos críticas, como la producción de porta moldes, a menudo se transfieren a los proveedores. Otro punto fuerte de los servicios de la compañía es la alta flexibilidad y los cortos tiempos de reacción en caso de averías o reparaciones urgentes de herramientas de fundición del cliente.
“La
precisión de la nueva fresadora Röders HSC es impresionante y hace nuestra
tarea mucho más fácil” Jan Petri (Foto: Julia Fritzen)
Esto se aplica a roturas parciales
de la superficie del contorno, así como por ejemplo, al soldar y reelaborar
áreas desgastadas del contorno que lo requieran. Tales trabajos coinciden
perfectamente con los puntos fuertes de la pequeña empresa, dirigida por el mismo propietario.
El jefe conoce sus recursos y la planificación de
la producción como la palma de su mano y puede asignar o reorganizar los
puestos del personal y las máquinas según sus capacidades. Estas
“reasignaciones en caliente” son a su vez aceptadas por constructores de moldes
externos cuyos fabricantes originales podrían tener problemas para reorganizar
sus capacidades con igual flexibilidad. Además, según el Sr. Petri, sus plantas
no están interrelacionadas, lo que facilita la separación y el reordenamiento
de cadenas de proceso sin grandes problemas.
Un
vistazo al interior muestra el robusto eje Z de sistema “Quadroguide”, que está equipado con cuatro
guías (Foto: Klaus Vollrath)
Un buen ejemplo de esta flexibilidad fue la reciente comisión de una orden de seguimiento para una herramienta que se había construido hace años, en un momento en que los trabajos se habían realizado principalmente por el procesamiento de erosión por penetración EDM. Teniendo en cuenta las capacidades del equipo modernizado, se decidió cambiar la producción de la nueva herramienta en gran medida de EDM a fresado HSC. En lugar de usar ocho electrodos en el lado del eyector como antes, esta vez sólo se necesitó uno, y sólo uno de los dos electrodos anteriores fue usado en el lado de la boquilla. ”Aunque el coste de esta profunda revisión del proceso de fabricación fue considerable, el cálculo de los costes totales dio un resultado positivo ”, dice Jürgen Jung.
El
trabajo de mecanizado de estos cuatro electrodos de grafito en la mesa
giratoria y basculante equipado con punto cero de sujeción. Los sistemas de un
revólver giratorio tardan un total de 200 horas (Foto: Klaus Vollrath)
Fresado HSC más rápido que EDM
“En los últimos años, hemos cambiado gradualmente nuestras preferencias de EDM a HSC”, explica J. Jung. La erosión es un proceso que da lugar a tensiones de tracción nocivas y una capa blanca de la superficie del contorno, que puede causar el desgaste prematuro de la matriz si no se elimina a la profundidad suficiente mediante el pulido. Esta eliminación por sí sola requiere tiempo y gastos considerables. Además, la precisión alcanzable en la erosión no siempre le satisfacía. Por lo tanto, hace cuatro años, invirtió en su primer centro de fresado de cinco ejes de Matek con una cabeza y mesa giratoria. Este fue su billete de entrada al fresado de moldes de 5 caras. Las ventajas de costes aparecieron rápidamente y también beneficiaron a los clientes. En consecuencia, la tasa de fresado aumentó significativamente, mientras que EDM disminuyó. Mientras tanto, el uso de fresado HSC ha superado en gran medida a la erosión por penetración EDM ya que es más rápido y más preciso. Sólo tres años después de esta primera adquisición, Jung ya tuvo que considerar invertir en un segundo sistema, que, sin embargo, tendría que cumplir con mayores estándares de precisión y dinámica que el primeroRöders recomendado por compañeros del sector
"Una contribución importante a la decisión del nuevo sistema de producción fue la experiencia de los compañeros de la industria", dice J. Petri. Por supuesto, se ha ejercido la debida diligencia, lo que ha entrañado una gran cantidad de investigaciones, estudiando los catálogos y comparando datos. Además de los resultados obtenidos, se confió mucho en la experiencia a largo plazo de otros fabricantes de moldes. Resultó que las máquinas Röders sobresalen por su precisión a largo plazo y su fiabilidad excepcional. Además, Röders recibió buenas reseñas por su servicio rápido y competente. En vista de la importancia de la inversión, también se visitó a un compañero que ya tenía dos máquinas Röders en funcionamiento.Sus recomendaciones a favor de Röders inclinaron la balanza a favor de este fabricante Otro punto importante fue la posibilidad de utilizar el sistema tanto para el mecanizado HSC de las piezas de contorno endurecido de los moldes y para el fresado de electrodos de grafito, ya que a pesar de la disminución del uso de la tecnología, sigue siendo indispensable en determinadas zonas, como los nervios profundos y estrechos.Y antes de que el adquisición de la nueva planta de mecanizado, alrededor del 90% de los electrodos tenían que ser comprados fuera. Desde la introducción del nuevo centro de fresado Röders, casi todos los electrodos se fabrican en casa. Otro factor para la adquisición fue la experiencia del representante de ventas de Röders, que resultó muy útil para identificar el modelo exacto y el diseño de la máquina que mejor se adaptaba a las necesidades de la empresa. Entre septiembre y octubre de 2016 entró en funcionamiento en la planta un centro de fresado HSC de cinco ejes RXU 1001
Unidades
periféricas esenciales: El potente sistema de extracción de polvo de grafito
(izquierda) y el sistema de control de temperatura para la estabilización
térmica de toda la máquina (Foto: Klaus Vollrath)
Aprender “haciendo”
“Pudimos poner este sistema en funcionamiento desde el primer día de la puesta en marcha ,” recuerda J. Jung. Prácticamente desde el inicio del curso, se podían producir piezas fresadas de uso real. Una gran ventaja fue que el sistema CAM en el que se basa J. Jung también es utilizado por Röders. Así, el personal de ambos lados comparte un nivel de conocimiento común y ambos saben dónde se encuentran los botones y los iconos de pantalla. Esto facilita enormemente el intercambio de información sobre una base de uno a uno utilizando software de comunicación como Teamviewer cuando se discuten estrategias de fresado óptimas.El control Röders basado en Windows fue fácil de usar, por ejemplo ordenando la retroalimentación del proceso por relevancia. El claro y organizado manual, al que se puede acceder directamente en el panel de operaciones, así como la clara documentación de texto de los comandos, resultó ser muy útil. Por ejemplo, uno puede simplemente teclear en "aceite on" en lugar de tener que memorizar números de órdenes M. Los programas CNC pueden ser fácilmente modificado por el operador, por ejemplo para insertar un taladro adicional o para repetir operaciones en diferentes coordenadas. Con respecto a la calidad del servicio de Röders, el personal de J. Jung sólo puede decir que su reputación es buena, porque no han tenido la oportunidad de realmente desafiarlo en el año y medio desde que la máquina fue puesta en servicio.Precisión convincente
“La precisión de la nueva fresadora
HSC es impresionante y hace nuestra tarea mucho más fácil,” revela J. Petri.
Ambos, moldes de fundición con elementos duros de hasta 44-47 Hrc y electrodos
de grafito pueden ser fresados. La eliminación eficiente del polvo de grafito
está garantizada gracias a un potente sistema de limpieza al vacío. Una
experiencia positiva con la nueva máquina fue el servicio superior de vida útil
que ofrece de las herramientas de mecanizado, probablemente atribuible a su
bajo nivel de vibración. Las piezas mecanizadas en la máquina Röders también
presentan una excelente calidad de superficie. Las fresas con diámetros muy
pequeños de hasta 0,3 mm se pueden utilizar para mecanizar radios de esquina
muy pequeños de sólo 0,2 mm.La alta precisión de las piezas mecanizadas también
hizo posible simplificar las estrategias de trabajo. En el pasado, las cuñas
tenían que ser mecanizadas con un cierto sobretamaño y luego el material tenía
que ser eliminado gradualmente hasta que encajaban.Hoy en día, la mayor parte
del tiempo se pueden sacar de la máquina y simplemente ser empujado a su lugar.
Del mismo modo, el tiempo necesario
para revisar los moldes se podría reducir significativamente en la mayoría de
los casos. Desde la introducción de la nueva máquina de Röders, la calidad de
los moldes se ha convertido en tan buena que se aceptan con sólo una rápida
observación.
Inserto de molde con plano de
separación rugoso y contorno, así como el sistema de inyección ya suavizado.
Debido a la muy buena calidad de la superficie, estos no requieren más pulido
(Foto: Klaus Vollrath)
La mesa de la máquina está equipada con un sistema
de punto cero que interactúa con las contrapartes correspondientes instaladas
directamente en la parte inferior de las piezas. Esto conlleva ventajas
decisivas en términos de tiempo de puesta en marcha. En combinación con la
máquina de medición de coordenadas igualmente equipada, las piezas de trabajo y
los dispositivos de cierre pueden alinearse con precisión incluso antes de que
se instalen en el centro de mecanizado, de modo que el tiempo requerido para el
montaje pueda reducirse al mínimo.
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