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Hoy el fresado es una de las tecnologías clave para los fabricantes de moldes

Las herramientas de precisión de Moldino Tool ayudan a Zimmermann a optimizar sus procesos

Redacción Interempresas01/07/2020

En Zimmermann Formen-und Werkzeugbau en Gladenbach, en el centro de Hesse, Alemania., los procesos de mecanizado se analizan profundamente. Junto con Moldino Tool, desarrollaron soluciones de optimización, incluyendo entre ellas el fresado trocoidal. El fresado ahora es hasta un 70% más rápido.

Para la producción de las cabinas telefónicas alemanas amarillas, Zimmermann estableció un récord en la fabricación del molde de inyección más grande del mundo. Hoy en día, el fresado es claramente una de las tecnologías clave para los fabricantes de moldes: cualquier cosa susceptible de ser mecanizada mediante fresado debe hacerse por este medio. El fresado representa una parte muy importante del proceso, por lo que también debe considerarse en términos económicos. Además del área CAM, el factor clave aquí es la herramienta. Después de todo, el proceso puede ser fácilmente influenciado por las herramientas. Por esta razón, Moldino Tool despertó el interés de Zimmermann, ya que el fabricante de herramientas ofrece optimizar los procesos de fresado insitu basados en proyectos reales concretos.

“En nuestro primer proyecto de optimización conjunta con Moldino Tool, quería abordar un tema en el que tanto el sistema CAM como la herramienta juegan un papel importante: el fresado trocoidal”, informa Sören Leinweber, responsable del departamento CAM de Zimmermann. “No habíamos hecho esto antes porque WorkNC tenía capacidades limitadas y no teníamos las herramientas adecuadas. Sin embargo, el fresado trocoidal ha mejorado enormemente con la nueva estrategia de desbaste y acabado Waveform que ahora tiene WorkNC”. Y esta fue la estrategia utilizada. La pieza a mecanizar era una pequeña corredera (aproximadamente 230 x 115 x 115 mm) hecha de acero para molde de plástico 1.2312 (40CrMnMoS8-6), que había sido previamente desbastada y acabada en templado (resistencia a la tracción de 950 a 1.100 N/mm2) en una DMC 75 V linear de 5 ejes con desbaste suave en Z constante y acabado. Desde el punto de vista de la construcción, era una parte nueva cuyas precisiones eran diferentes. Para la zona de ajuste, la precisión fue 5/100 mm.

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La corredera se desbastó trocoidalmente con la EPSM (izquierda) y se pre-acabó con la fresa de bola EHHB (derecha).  

En Moldino Tool se diseñó una estrategia para el fresado trocoidal. Además de la geometría compleja, las especificaciones incluyen el tiempo de procesamiento más corto posible. Para el desbaste, se seleccionó la EPSM, que es una fresa integral de metal duro, que debido a su geometría es idónea para un fresado trocoidal altamente eficiente. El comportamiento de la EPSM impresionó durante la prueba, que tuvo lugar directamente en la pieza de trabajo real. Debido al ángulo de corte positivo y al filo afilado de la EPSM, se logró un proceso estable con un corte muy suave y fuerzas relativamente bajas sobre la pieza de trabajo. Esto último era extremadamente importante porque la geometría compleja de la corredera era muy difícil de sujetar. Además, hubo muchas menos vibraciones en comparación con el fresado con plaquitas, que también fue un logro importante. De lo contrario, la pieza de trabajo se podría haber movido de su amarre. Para lograr un proceso sin vibraciones, los diámetros de la herramienta se seleccionaron en función de las profundidades de las cavidades y las condiciones de la máquina. Es importante que los filos de corte de la herramienta tengan tantos puntos de contacto axial como sea posible. Debido al corto tiempo de contacto de la viruta, el calor generado se disipa en la viruta y la pieza de trabajo y la herramienta se mantienen frías. Esto permite lograr una larga vida útil.

Para el preacabado, se utilizaron las herramientas de bola de 4 filos de la serie EHHB, que se trabajaron a velocidades de avance muy altas, es decir, alto fz y alto ae lateral con la estrategia de Z-constante. No fue necesario quitar los escalones producidos trocoidalmente con una herramienta adicional, la EHHB fue capaz de realizar el preacabado directamente después del desbaste para tener una medición constante en el área de acabado posterior. Esto tiene un efecto muy positivo en el proceso de acabado, alargando la vida útil de la herramienta y mejorando la calidad superficial obtenida. Todos estaban entusiasmados con el hecho de que esto fuera posible con las herramientas de bola.

El acabado, también con Z constante, fue realizado por las fresas de bola de la serie HGOB. Debido al uso de recubrimientos propios, en este caso un recubrimiento PN con un bajo coeficiente de fricción, se logró una alta calidad superficial. Originalmente, el desbaste se había realizado con un diámetro de 35 mm por lo que había al menos un R17,5 en las esquinas en todas partes. Ahora se desbasta con un radio de 8 mm, que por supuesto representa una gran ventaja para el acabado. Por ejemplo, Zimmermann se ha vuelto mucho más rápido en el desbaste y también ha ganado mucho en el procesamiento posterior: en comparación a antes, se lograron ahorros de tiempo del 40% en todo el proceso.

Además, Zimmermann quedó impresionado por la proactividad mostrada por parte de Moldino Tool: “Realmente vinieron aquí con conocimientos, equipo y herramientas, analizaron la situación actual, nos dijeron que era posible y qué se podía hacer, y luego implementaron soluciones en el proceso”, manifestó entusiasmado Sören Leinweber. “Sin este soporte in situ, no estaríamos donde estamos hoy cuando se trata de fresado trocoidal. Además, la enorme reducción de tiempo lograda también tiene un efecto extremadamente positivo en los costes de producción...”.

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La corredera después de haberla desbastado trocoidalmente en 3 ejes con la EPSM. Posteriormente, todos los escalones se eliminaron y pre-acabaron a 1/10 mm en un solo paso con la fresa de bola HHB.  

Fundada en 1886 como una empresa de fundición y fabricación de modelos, Zimmermann Formen-und Werkzeugbau GmbH, con sus 95 empleados, es ahora uno de los especialistas más experimentados en herramientas técnicamente sofisticadas de moldeo por inyección. Por lo general, sus proyectos son grandes y pesan hasta 50 toneladas, y a veces incluso más. Incluyen moldes de inyección, o moldes de 2 componentes, también con tecnología de insertos, que en algunos casos pueden tener diseños muy diferentes, por ejemplo, macho retráctil, plato rotativo o molde por transferencia. En el sector de la automoción, se utilizan principalmente para producir piezas de gran tamaño, como paneles de instrumentos, parachoques o spoilers, que se pueden encontrar en los productos de casi todas las marcas de automóviles europeos conocidos. Fuera del sector del automóvil, su gama abarca desde sillas de jardín hasta contenedores de basura. La empresa se autodefine a sí mismo como un proveedor de servicios integral que cubre toda la cadena de valor, desde el diseño del modelo CAD de la pieza de plástico hasta el inicio de la producción en serie.

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El acabado en Z-constante se realizó con la fresa de bola HGOB. Foto: Moldino Tool.

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