Dos centros de mecanizado de GF Machining Solutions contribuyen a doblar la productividad de la fábrica de herramientas de BMW en Múnich

En el curso del proceso de optimización continuo, en la planta de fabricación de herramientas de BMW, cada procedimiento se examina y se mejoran regularmente. Desde inicios del 2012, se utilizan para la fabricación de piezas de precisión para grandes formas y herramientas de corte para dar forma a los paneles de carrocería dos centros de mecanizados de GF Machining Solutions de altas prestaciones para micromecanizado. Con estos dos centros de mecanizados no sólo mejoraron la calidad de las piezas mecanizadas, sino que también contribuyeron a aumentar el tiempo de funcionamiento de las máquina y la productividad se duplicó en un año.

La fabricación de herramienta del Grupo BMW está estrechamente relacionada con el desarrollo. Sus funciones son la realización, la fabricación y la incorporación de herramientas complejas para la fabricación de componentes de carrocería. Foto: BMW AG.

Al igual que una de las tres plantas del Grupo BMW para la fabricación de herramientas, los empleados de Múnich, que comprende un total de 220, trabajan en estrecha colaboración con el departamento de Investigación y Desarrollo para desarrollar y fabricar herramientas para el exterior del cuerpo del coche y piezas estructurales de los nuevos de BMW. “Nos consideramos como un socio y proveedor de tecnologías para diseño y construcción de carrocerías y conseguimos prácticamente convertir el diseño en forma”, explica Herbert Winkler. Esto incluye todo el proceso de fabricación del producto, con la planificación, fabricación del prototipo, la ingeniería, la mecánica y la fabricación de herramientas. Aproximadamente los 80 fabricantes de herramientas suelen tener unos cinco grandes centros de mecanizado, así como otros pequeños y a su disposición. Las herramientas se verifican en seis prensas de pruebas hasta 23.000 kN de presión antes de que el personal de Múnich las ponga en funcionamiento en plantas de prensas en todo el mundo. Junto con las plantas de Dingolfing y Eisenach, la planta de Múnich fabrican ellos mismos aproximadamente la mitad de todas las herramientas de BMW. La otra mitad son fabricadas por empresas asociadas.

Durante la fabricación de los componentes más pequeños para una herramientas, dos Mikron HPM 1350U de GF Machining Solutions garantizan claramente una mayor productividad con cambiador de herramientas y un cambiador de palés. Foto: GF.

Las tres plantas fabrican alrededor de 500 herramientas cada año, con una media de 4 a 5 secuencias de trabajo por cada conjunto de herramientas. El tiempo de fabricación de los conjuntos de herramientas se ha reducido de manera espectacular en los últimos años porqué todos los procesos están interrelacionados entre sí de manera más óptima. Además, los procesos no productivos de la fabricación mecánica han sido eliminados del proceso principal para ser integrados en unidades que funcionan en paralelo. Esto afecta no sólo a la configuración y a los procesos de fijación, sino también a la programación y reglaje de herramientas, que es el resultado de un programa de optimización continua que se aplica en la fabricación de diferentes módulos de una herramienta. A esto se suma un incremento de los tiempos de fabricación con una poco o nula mano de obra.

“La optimización constante de todos los procesos está hoy firmemente implantada en nuestros procesos de trabajo”, explica Herbert Winkler, describiendo la actitud de su equipo en el proceso de mejora continua. “El hecho de que estas dos nuevas máquinas puedan proporcionar estos resultados llegó como una sorpresa para nosotros, pero también nos sirvió como una afirmación d nuestros esfuerzos” dice el director del Departamento de fabricación de herramienta mecánica de BMW en Múnich. Estos resultados han sido posibles gracias a los dos centros de mecanizado de alto rendimiento de 5 ejes de GF Machining Solutions. Equipados con cambiadores de herramientas, cambiadores de pallets y sistemas de fijación, estas máquinas han contribuido decisivamente en el contexto de la totalidad de las medidas de optimización desde el 2012, hasta tal punto que la productividad se duplicó en la fabricación de piezas pequeñas en el espacio de un año. Y este incremento continuará también durante el 2014.

Al mismo tiempo, sin embargo, también fue posible aumentar continuamente la calidad de todas las piezas. "Eso también era necesario", subraya Winkler, “porqué contrariamente a muchas otras empresas nosotros no efectuamos el montaje intermedio”. Se deben entregar todas las piezas listas para instalar al servicio de instalación y puesta en marcha de las herramientas de montaje. Hoy en día el proceso de mecanizado ha caído casi completamente en desuso. “En general, la imagen del operador de la máquina también ha cambiado mucho hoy en día: antes conocido como fresador, ahora se llama gerente del mecanizado al responsable de todos los procesos asociados al uso de fresas, es decir, del resultado final”. A este hecho se suma que en la planta de BMW, las herramientas son desarrolladas y fabricadas con una fuerte orientación hacia el montaje.

Se determinó durante la fabricación de componentes pequeños para una herramienta que algunas piezas eran demasiado grandes para las máquinas pequeñas y demasiados pequeñas para la máquinas medianas. Es por ello que se buscaron los centros de mecanizado adecuados para la fabricación de componentes como cuchillas, conformación de mandíbulas, sistemas de carga, cuencos de reconfiguración calientes o deslizadores así como amarres en blanco y estampaciones. “Nosotros hemos optado por dos máquinas Mikron HPM 1350U de GF Machining Solutions, ya que ellas tienen las mejores características en casi todos los criterios más importantes en el análisis comparativo”, explica Jürgen Heinzer, quién es a la vez responsable de la planificación técnica y de la compra de equipos de producción. El director del Proyecto y responsable de las Grandes Cuentas, Michel Eder, de GF Machining Solutions añadió: “Y el equipo no ha defraudado nada”.

Daniel Princip, responsable de la fabricación mecánica de la planta de fabricación de herramientas de BMW en Múnich, quién trabaja a diario con las máquinas asiente. “Ahora somos mucho más flexible, más precisos y mucho más productivos de lo que solíamos ser. Las máquinas Mikron se pueden ajustar óptimamente en casi cualquier situación de fabricación”. Los modelos HPM 1350U de la gama HPM (mecanizado de alto rendimiento) están construidas según el principio de columna móvil y se caracterizan por la suma de varias mediciones individuales. La bancada de la máquina de una sola pieza sostenida en tres pies proporciona una estructura básica muy estable. La mesa es simétrica y las guías del eje X están dispuestas en dos niveles. Esto consigue una alta rigidez de torsión, especialmente cuando las piezas de trabajo pesadas no se pueden montar en el centro de la mesa rotativa para un accionamiento de giro.

En BMW existen a menudo torres de fijación que benefician de la mayor rigidez. Las guías lineales han rasqueteado superficies de apoyo, lo que conduce a una muy alta precisión geométrica. “Las máquinas con tales propiedades básicas pueden manejar fácilmente incluso los más grandes requisitos de precisión” promete Eder. Por otra parte, para el tratamiento de desbaste los ejes A y C se pueden fijar aumentando significativamente la estabilidad y, por lo tanto, la vida útil de la herramienta.

Los cabezales de altas prestaciones de Step-Tec, la filial suiza de GF, garantizan esfuerzo de par incluso a baja velocidad rotacional y giran hasta 24.000 rpm con un interfaz de herramienta HSK. El brazo giratorio, así como el eje rotativo, se accionan directamente mediante motores de par y refrigeración por agua. Esto hace posible que la máquina realice el procesado simultáneo de mecanizado de 5 ejes. Todos los ejes están equipados con un sistema de medición directa. Estos componentes de calidad prometen alta precisión y rentabilidad en uso continuo. Criterio que son importantes para BMW.

Ambas máquinas están equipadas con cambiador de 92 herramientas cada una. Los cambiadores de pallets de 3 palés cada uno hacen configuraciones paralelas durante el principal tiempo de producción posible. “Esto convierte los tiempos de proceso auxiliares en tiempos de producción” enfatiza Eder. Y añade “nuestras máquinas ahora trabajan alrededor de 22 horas al día, casi seis veces más que hace cinco años”. Y sin embargo, la calidad de las piezas fabricadas es mejor que antes. Debido a la alta rigidez de la máquina, por ejemplo, el acabado superficial de las piezas está cerca del 80% de la carga y sólo requiere la mitad de una hora de trabajo de lapeado posterior, mientras que antes era necesario de tres a cuatro horas de posprocesado manual. GF Machining Solutions ha adaptado las máquinas al proceso en seco que utiliza BMW desde 2002. El aire comprimido tiene una presión de 12 bar y la zona de procesos está refrigerada por aire, tanto desde el interior mediante la herramienta de corte así como desde el exterior. La eliminación de virutas también se ajustó al proceso seco. Para ello, la cinta de transportadora de virutas estaba equipada con un sistema de lubricación activo, ya que el lubricante de refrigeración del motor de la máquina no está disponible.

Las instalación de la planta de producción y herramientas en Múnich fabrica herramientas para el prensado de plantas en todo el mundo. Jürgen Heinzer junto a una de las seis prensas de piezas en Múnich. Foto: GF.

Gracias a todas estas funcionalidades, los dos centros de mecanizado de GF Machining Solutions hacen una importante contribución en el incremento de la productividad de la planta de fabricación de herramientas y la planta de producción en Múnich. La producción también se incrementó en consecuencia. Mientras que antes en el año 2012 se fabricaban anualmente 770 pequeñas piezas, en 2013 esta cifra creció hasta 1.550 componentes, más del doble. Y se prevé una producción de 1.900 piezas para el 2014. Herbert Winkler y Jürgen Heinzer sacan una conclusión positiva: “En los resultados obtenidos hasta el momento, debido a todas nuestras medidas de optimización, las dos máquinas Mikron HPM 1350U de GF Machining Solutions nos sorprendieron positivamente con su capacidad de rendimiento, su precisión y su estabilidad y reafirman nuestra decisión de compra”.