Domando el mecanizado de alta velocidad

Una empresa muy competitiva ha conseguido ganarse un puesto de referencia en la industria en un mercado del molde grande muy competitivo. Esta posición la ha estado desarrollado a lo largo de últimos años, a través de una búsqueda constante de mejora de la calidad. Para poder subsistir en un mercado muy competitivo tecnológicamente, ha sido necesario tomar las decisiones correctas en personal, maquinaria y tecnología, fundiendo todas ellas con ideas innovadoras, formación y una dirección acertada

La empresa que se ha ganado esta posición de referencia en el mecanizado de superficies con acabados de calidades extremadamente exigentes es Louca Mold and Aircraft Machining en Auburn Hills (Michigan, EEUU).

El dueño Kyiacos (Gary) Louca inició su negocio en 1968 haciendo moldes de tamaño medio y creciendo constantemente hasta fabricar moldes de mayor tamaño. Trabajos típicos que se realizan hoy son los moldes para parachoques y salpicaderos.

Cuando llegó el momento de fabricar moldes de mayor tamaño, Louca hizo unas importantes inversiones en fresadoras de gran tamaño. Investigaron las soluciones que la industria les ofrecía y montaron su nueva planta con 5.000 metros cuadrados. Una de las grandes incógnitas era en qué tipo de equipamiento se debería invertir, para mantener la buena reputación respecto a los acabados.

Las máquinas que se escogieron fueron Droop & Rein FOG de alta velocidad para acabados y la fresadora FPT horizontal.

Louca Mold necesitaba de un software de mecanizado que le pudiese proporcionar un control sobre las sendas, así como un mecanizado de acabado para lo cual ellos eran una referencia conocida. Louca Mold también necesitaba que este software de alto nivel fuese fácil de programar no sólo en 3 ejes, sino también en 3+2 y 5 ejes continuos. El software debería poder optimizar los programas para un mecanizado en alta velocidad. Louca se decidió por el sistema Tebis CAD/CAM.

Hudson, el director de producción en Louca Mold , comenta: “Gary Louca es una persona con grandes ideas en mecanizado”. Implementar estas técnicas de corte con un sistema CAD/CAM es un cambio importante. “Tebis CAD/CAM nos ha ayudado a hacer de nuestras ideas, realidades - sendas optimizadas para conseguir nuestro objetivo”

Las sendas en Tebis se calculan directamente sobre las superficies , este es el secreto para producir acabados de muy alta calidad. Tebis CAD/CAM es conocido por esta cualidad y es usado por Ford Motor Co., Daimler Chrysler, Toyota, Venture Mold y Honda. La manera en la cual Louca Mold consigue estos acabados se inicia con la recepción de los datos enviados por el cliente.

“Disponemos de fresadoras de alta velocidad de acabado, las cuales amplifican cualquier imperfección en las superficies” comenta Hudson. “Tebis nos ayuda a localizar estos defectos como gaps y falta de tangencias de tal manera que los podemos corregir, antes de comenzar a calcular los mecanizados.” Los errores se cuantifican y son corregidos utilizando el menú de control de calidad. Este menú busca y marca problemas en las superficies tales como superficies duplicadas, loops y gaps.

Después de corregir el modelo se prepara para enviarlo al taller, definiendo las zonas que requieren ser mecanizadas. En el modelo CAD se encuentran descritas todas las calidades de acabado así como la definición de taladros, roscas etc..

En el taller se comienzan a preparar los primeros programas con las últimas técnicas de mecanizado. Cada centro de mecanizado está equipado con un puesto de programación a pie de máquina (Tebis WOP). Aunque todos los mecanizados se podrían realizar en una sola máquina, Louca Mold utiliza máquinas de desbaste y de acabado.

Louca Mold ha definido a largo de su experiencia diferentes procesos de mecanizados optimizados con la aportación de Gay Louca. A través de su experiencia se ha logrado una altísima calidad de mecanizado, sobretodo en el acabado de alta velocidad y que es invariable independiente de quien utiliza el sistema, gracias a estos estándares. Preguntando a Jim Hudson sobre la transición comenta: “Pasó un mes antes de que los operarios fuesen eficientes programando. La programación a pie de máquina ha llevado a que el operario muestre más interés y podamos aprovechar sus conocimientos y experiencia en el mecanizado”.

Veamos un típico molde de parachoches. Las placas se entregan sin las caras mecanizadas. Los bloques largos P-20 van a la Tarus de 60t para mecanizar las caras necesarias. A partir de aquí los bloques se empiezan a desbastar en la fresadoras FTP utilizando el desbaste con planos en Z de Tebis. Tebis reconoce el material restante como un sólido después de cada desbaste, lo cual permite utilizar cualquier estrategia posterior como entradas en rampa o helicoidal entre pasadas. Jim Hudson impresionado por el desbaste de Tebis comenta: “Comparamos los tiempos de desbaste entre los calculados por Tebis y otros sistemas de CAM y llegamos a la conclusión de que podemos ahorrar hasta un 50% en tiempo gracias a la eficiencia del cálculo de Tebis”.

Resultado del primer desbaste

El arranque de material no sólo es muy eficiente, sino que genera sendas suaves entre cada pasada, evitando los típicos movimientos a 90 grados. Ello ayuda al corte y a un menor esfuerzo para la fresadora, con lo cual alargamos el tiempo de vida de la máquina.

Este mecanizado suave también permite elevar el avance comparado con otros sistemas de mecanizado del mercado.
Después del primer desbaste se lleva el bloque P-20 a aliviar tensiones . Cuando regresa se vuelven a escuadrar la placa y se comienza con los redesbastes. Cualquier zona que no se pueda mecanizar en vertical se desbasta en posición 3+2 con los cabezales fijos, ya que Tebis conoce el material restante como sólidos en 3D y puede generar sendas de desbaste optimizadas.

Los semiacabados se mecanizan en las otras dos FPT o en la DROOP & REIN TF2500. El preacabado se calcula utilizando la técnica de acabado en niveles de Z o paralelo a los ejes. Tebis permite dividir la geometría en zonas dependiendo del ángulo con la vertical. Esta técnica permite mecanizar en niveles de Z las paredes y acabar los valles y mesetas con otra estrategia. También dispone de estrategias para mecanizar todo el material restante con “RFILL”como un solo elemento. Esta opción permite calcular la senda en sentido longitudinal o perpendicular a la intersección. También se dispone de un valor para definir la profundidad máxima de corte. Todos los módulos de acabado y retoque de zonas pueden calcular las sendas en posición de 3+2 ahí donde se requiera.

Todo el material restante se mecaniza utilizando el modulo “RCURVE” . Este es un mecanizado que se mueve entre dos grupos de superficies. Los acabados finales se realizan en la fresadora DROOP & REIN FOG de alta velocidad y acabado.

Estas fresadoras de 5 ejes tienen cabezales de 25.000 rpm y son capaces de tener avances de 18 metros/ min. El acabado final se consigue combinando la técnica de acabado en Z y copiado. El acabado final se mecaniza con avances de 8 a 12 metros/min y dependiendo de la forma se utiliza un posicionado del cabezal en 3, 3+2 ó 5 ejes simultáneos.

Para un correcto posicionado de las piezas en las máquinas, se utiliza el modulo VSIMU de Tebis, con lo cual los trabajos a realizar en la fresadora, son comprobados anteriormente por el operario, para no superar los limites de la máquina y eliminar las posibles colisiones con pieza o soportes.

Simulación en máquina virtual

Louca Mold y Aircraft Machining consiguieron sus objetivos mientras se trasladaban a su nueva nave, mejorando su reputación como mecanizadores de buenos acabados. “Si busca acabados convencionales existen muchos sistemas de CAM en el mercado, pero si trata de impresionar a su cliente requiere acabados inmaculados. Tebis es lo que necesita. El acabado es primordial” comenta Jim Hudson sobre la calidad de acabados en superficies.

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