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Metav 2020 mostrará el papel clave que juegan los equipos de medición y las nuevas tecnologías en la cadena de producción de herramientas

Nuevos desarrollos en la fabricación de herramientas de precisión

Annedore Bose-Munde, periodista especializada de Erfurt, para VDMA

21/01/2020

La producción de herramientas exige la máxima precisión y calidad. Las nuevas tecnologías, como los procesos aditivos o la producción asistida por láser para la estructuración fina de superficies de diseño y funcionales, se utilizan cada vez más junto a los procesos de fabricación convencionales. Los expositores de la feria Metav 2020, que se celebrará del 10 al 13 de marzo en Düsseldorf, pondrán de relieve aspectos cruciales en la fabricación de herramientas de precisión.

Las herramientas deben tener la calidad necesaria para cumplir sus tareas de mecanizado y garantizar la máxima productividad. “En la fabricación de herramientas especiales, como las herramientas escalonadas o de taladro fino adaptadas a las necesidades del cliente, existen grandes retos de producción. La rapidez con la que se pueden fabricar estas herramientas es a menudo decisiva”, afirma el Prof. Dirk Biermann, director del Instituto de Tecnología de Mecanizado (ISF) de la Universidad Técnica de Dortmund. Los principales fabricantes de herramientas han realizado últimamente enormes progresos en este ámbito para intentar satisfacer las exigencias de plazos de entrega cada vez más cortos para las herramientas especiales. La fabricación aditiva ofrece aquí muchas ventajas. “Los desarrollos específicos también son cruciales, como la preparación de los filos o el postratamiento de las capas. El objetivo es disponer de herramientas de precisión adecuadamente construidas, especialmente para el mecanizado de materiales exigentes de alto rendimiento”, dice Biermann, mencionando otro aspecto.

Thomas Feile, ingeniero de pruebas de Mapal Dr. Kress KG dice: “Por supuesto, el rectificado de herramientas con niveles de precisión de hasta µm requiere maquinaria moderna y empleados altamente cualificados”. Otros aspectos cruciales para los fabricantes de herramientas de precisión son la consistencia de los datos y el intercambio fiable de archivos e información de los departamentos de diseño, planificación de la producción y producción, por ejemplo.

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Una buena superficie de estría de la herramienta de taladrado es importante para asegurar una efectiva remoción de la viruta, incluso con altos niveles de datos de corte y materiales de la pieza de trabajo difíciles, especialmente cuando se producen taladros profundos. Foto: ISF.

La tecnología de medición juega un papel clave en la fabricación de herramientas

La tecnología de medición juega un papel decisivo en la producción de Mapal, especialmente en la prueba de características críticas. “Comprobamos los diámetros, las calidades de rectificado, el redondeo de los bordes de corte, así como las micro y macro geometrías, por ejemplo. Y la tecnología de medición no sólo es un factor clave en la fabricación de nuestras herramientas, sino que también es crucial en su implementación por parte de nuestros clientes. Por eso incluimos en nuestra cartera de productos dispositivos de medición y ajuste. Permiten a los clientes ajustar sus herramientas con absoluta precisión”, explica el ingeniero de pruebas Feile. “Hoy en día, las herramientas suelen requerir una microformación especial de los filos para garantizar la máxima productividad. Por eso es necesario utilizar sistemas de medición y estrategias de evaluación adecuadas para el análisis preciso y la determinación cuantitativa de los distintos aspectos de la microestructura de los filos”, añade Biermann, que también es miembro de la WGP (Asociación Académica Alemana de Tecnología de Producción).

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“La producción —incluyendo el rectificado— de herramientas con niveles de precisión de hasta una µm requiere maquinaria moderna y empleados altamente cualificados”, dice Thomas Feile, ingeniero de pruebas de Mapal Dr. Kress KG. Foto: Mapal.

Análisis de la cadena de procesos para una calidad de superficie óptima

Otro aspecto clave de la producción de herramientas es la calidad de la superficie. Dependiendo de los requerimientos de la herramienta, Mapal utiliza varios procesos de acabado como el rectificado, el pulido, el rectificado vibratorio y el pulido. “El desafío es seleccionar los parámetros correctos de la muela abrasiva, por ejemplo, para el material que se está mecanizando. Las flautas de las herramientas de carburo sólido, por ejemplo, se pulen. La empresa distingue seis niveles de precisión diferentes para las herramientas de carburo sólido. Éstas se fabrican mediante diferentes procesos, desde el rectificado y el acabado fino hasta el pulido fino”, dice Feile, describiendo el enfoque de Mapal.

“El pulido es apropiado para las superficies activas de las herramientas de precisión. Una buena superficie de estrías es importante en las herramientas de taladrado para asegurar una efectiva remoción de la viruta, incluso con altos niveles de datos de corte y materiales de piezas de trabajo difíciles, especialmente cuando se producen taladros profundos”, explica Biermann. La ISF se ha asociado con empresas industriales de renombre en un proyecto de investigación de la AiF (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen “Otto von Guericke” e.V.) para llevar a cabo pruebas que permitan mejorar el uso previsto en cuanto a la selección de las muelas abrasivas, las condiciones de reavivado y los parámetros de proceso. El Instituto informará sobre su trabajo de investigación en el Metav.

Arndt Fielen, director de ventas de Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH en Königsbach-Stein, subraya: “En el mecanizado de piezas de trabajo se consigue la mejor calidad superficial posible mediante un análisis preciso y específico de toda la cadena de procesos en las instalaciones de producción de la propia empresa y en las del cliente”. También es importante examinar los detalles y, en caso necesario, modificar y optimizar los procesos existentes. A menudo se requieren herramientas especiales en los cambios de procesos de producción durante el procesamiento de materiales sin plomo, por ejemplo. En este caso, a menudo son los detalles menores los que deciden si una herramienta es apropiada o no. ¿Coincide el radio de la cuchilla con el avance por diente? ¿Son los ángulos de la herramienta correctos para la dureza del material con el fin de optimizar las superficies y la rotura de la viruta, o debe considerarse una nueva opción de sujeción de la herramienta para evitar la vibración? “A menudo colaboramos con el cliente para generar diferentes variantes de herramientas que luego probamos para obtener el resultado más económico”, informa Fielen.

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Mapal ha utilizado métodos aditivos para optimizar la resistencia a la temperatura y la geometría del mandril de expansión hidráulica. Foto: Mapal.

Nuevas soluciones para mejorar el rendimiento

Otro aspecto crucial en la fabricación de herramientas son las tecnologías innovadoras. “Queremos hacer los mejores productos posibles para nuestros clientes. Y por eso también confiamos en nuevas soluciones”, dice Thomas Feile. “Un ejemplo es la fabricación aditiva. Esto ha optimizado considerablemente nuestros platos de expansión hidráulica en cuanto a la resistencia a la temperatura y la geometría, etc.”.

Mapal también ha desarrollado su propia plataforma de nube abierta, c-COM, con el fin de garantizar una gestión de herramientas coherente y transparente. Esto proveerá los datos que la industria requiere para ser completamente digital. La plataforma vincula a todas las empresas a lo largo de la cadena de suministro y, según el ingeniero de pruebas Feile, reduce el esfuerzo y los costes para todos los implicados. Al mismo tiempo, la solución también permite una planificación orientada al futuro en toda la empresa y una colaboración interempresarial en la fabricación de herramientas de precisión. Con esto en mente, Mapal explorará el tema de ‘Comunicación entre máquina y herramienta – Digitalización’ en detalle en el Foro de Tecnología de Sujeción de VDMA en Metav. “Estamos generando nuevas formas de aumentar el beneficio del cliente mediante la constante optimización e inversión en nuestras propias capacidades de producción y tecnologías de herramientas. Un ejemplo de ello es una línea de herramientas de alta gama con un filo de corte recubierto de diamante mecanizado por láser que ofrece un mecanizado económico, incluso de materiales sin plomo o no ferrosos que son difíciles de mecanizar”, dice Arndt Fielen, citando una de las nuevas soluciones de Zecha. En Metav, la empresa presentará nuevos desarrollos en el campo de las microherramientas de corte. “Entre ellos se encuentra nuestra serie de herramientas de alta gama para el mecanizado de materiales no ferrosos difíciles y para el fresado duro en la fabricación de herramientas y moldes”, añade Fielen.

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Arndt Fielen, director de Ventas de Zecha: “La mejor calidad de superficie posible se consigue mediante el análisis preciso y específico de toda la cadena de procesos, tanto en sus propias instalaciones de producción como en las de su cliente”.

La ISF, con sede en Dortmund, ofrece también varias posibilidades de desarrollo de procesos para adaptar la producción de herramientas de precisión a la aplicación respectiva de la manera más efectiva. “Estamos encantados de ayudar a las empresas industriales en sus propios esfuerzos de desarrollo, proporcionando conocimientos técnicos, equipos de análisis especiales, así como máquinas y sistemas. Algunos de ellos son únicos y están diseñados para ayudar a optimizar los detalles de las herramientas de precisión para una aplicación en particular”, dice el Prof. Biermann, describiendo el potencial de la ISF para nuevos desarrollos de herramientas. Además de los diversos métodos de preparación, la ISF dispone de instalaciones especiales para el análisis básico de los procesos de formación de la viruta con herramientas modificadas, y para la caracterización del material en condiciones de mecanizado casi idénticas. Además, el ISF está trabajando actualmente en desarrollos de fabricación aditiva que permiten la fabricación de portaherramientas con propiedades de amortiguación mejoradas. Los científicos del Instituto también están ideando formas basadas en la simulación para mejorar la comprensión de las diversas y a menudo muy complejas interrelaciones, con el objetivo de apoyar el desarrollo de herramientas personalizadas.

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Dirk Biermann, director del Instituto de Tecnología de Mecanizado (ISF) de la TU Dortmund: “Hoy en día, las herramientas suelen requerir una microformación especial de los filos para garantizar la máxima productividad. Por eso es importante utilizar sistemas de medición y estrategias de evaluación adecuadas para analizar y cuantificar con precisión los diferentes aspectos de la microforma de los filos”. Foto: ISF.

Foro sobre dispositivos de sujeción en Metav 2020

El tema del 4º Foro de Dispositivos de Sujeción, organizado por VDMA Precision Tools y programado para el 11 de marzo, es ‘Equipos de sujeción - Soluciones para las megatendencias’. El Foro contará con numerosas presentaciones sobre soluciones de equipos de sujeción que tienen como objetivo ayudar a los clientes a superar los retos que plantean los megatópicos, como la fabricación inteligente, las plataformas en nube, la fabricación aditiva, los conceptos de accionamiento alternativos, la digitalización, etc. Las presentaciones se centrarán en la tecnología innovadora de sujeción de piezas y herramientas, así como en los últimos hallazgos de la investigación. Para más información e inscripciones visitar https://pwz.vdma.org/kalender/-/event/view/53963

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