Röders (Roeders), su uso en compañía Alemana Zahoransky Automation.

By Mr. Klaus Vollrath

Fresado para el alto arte de la fabricación de moldes

¿Qué tienen que ver los centros de fresado de precisión con los aplicadores de máscara?

Es difícil encontrar categorías de productos con requisitos estéticos que superen los del sector de la salud y la belleza. Los requisitos que dichos productos deben cumplir, abarcan todos los aspectos relevantes como el diseño, el color, la calidad de la superficie o la apariencia. No hace falta decir que los artículos producidos por moldeo por inyección de plástico necesitan moldes que cumplan requisitos de calidad comparativamente más estrictos. Además, las altas expectativas para la productividad y la confiabilidad del proceso de producción juegan un papel importante. Para la fabricación de tales moldes, un fabricante alemán líder confía en la precisión y la capacidad de rendimiento de los centros de fresado de Röders.

«Producimos herramientas de moldeo por inyección, plantas para la producción de cepillos, máquinas de embalaje blister y sistemas de automatización relacionados, hasta la provisión de soluciones de producción completas para productos sanitarios y de belleza, así como productos de tecnología médica», explica Volker Waizmann, Gerente de Producción de Zahoransky Automation & Molds GmbH en Freiburg, Alemania. Con su plantilla de 190 empleados, la empresa perteneciente al Grupo Zahoransky de tamaño medio, suministra herramientas por inyección de moldeo, por ejemplo, cepillos de dientes, aplicadores de rímel o el sobremoldeo de cánulas médicas. Estas herramientas son extremadamente desafiantes Por ejemplo, los cepillos de dientes se producen principalmente inyectando secuencialmente varios componentes de plástico. Los moldes son a menudo muy grandes y abarcan docenas de insertos de cavidad idénticos. Los desafíos no solo resultan de los requisitos de precisión para la cavidad dada en sí, sino también de las tolerancias de posición de las inserciones individuales. Además, las diversas cavidades individuales en las que se inyectan secuencialmente los componentes de plástico deben coincidir exactamente no solo con los contornos deseados de los componentes, sino también con respecto a la superficie de división curvada tridimensionalmente entre cavidades. Este último es obligatorio para evitar la formación de crestas si las inserciones individuales tienen que ser reemplazadas.

Tolerancia cero para defectos

«Nuestras herramientas son en su mayoría excepcionales, y regularmente nos vemos motivados al límite de la viabilidad», dice Waizmann. Las tareas «simples» son una cosa del pasado, y no hay espacio para fallas o experimentos. Las herramientas avanzadas tienen hasta 48 cavidades, y los clientes esperan que se puedan usar sin restricciones y con la mayor productividad posible. Además, en caso de falla, la sustitución de insertos individuales debería ser posible sin necesidad de modificaciones. Esto requiere una amplia experiencia, no solo con respecto a la fabricación del molde en sí, sino también con respecto a todo el proceso de producción. Así, por ejemplo, en el caso de productos multicomponente, el comportamiento del material de los diferentes componentes de plástico debe ser conocido con precisión. De lo contrario, el componente inyectado en la primera ronda podría distorsionarse cuando se transfiera al próximo paso de producción. Las demandas de productividad son tan altas que los sistemas de manejo a veces tienen que extraer los productos terminados en menos de un segundo. Al mismo tiempo, el proceso de fabricación debe dominarse de manera confiable y los productos deben cumplir con los más altos requisitos estéticos y táctiles. Esto requiere empleados experimentados, así como el uso de programas informáticos de vanguardia, por ejemplo, para simular el proceso de moldeo por inyección. Gracias a la experiencia de su personal, la compañía puede competir exitosamente contra rivales de países con niveles salariales más bajos.

Mecanizado de alta velocidad de alta resistencia

«Dado el alto número de moldes que producimos, los departamentos individuales están relativamente delineados», explica Waizmann. Su departamento se suministra con piezas preinstaladas de molde en bruto, cuyo contorno exterior se mecaniza en estado blando, luego se endurece y finalmente se muele exactamente para encajar en el marco del molde. Luego, su equipo se hace cargo, esculpiendo áreas que definen el contorno, como el plano de partición y las cavidades del enorme trozo de acero de trabajo en caliente ya endurecido a 48-52 HRC. Esto se lleva a cabo parcialmente por penetración EDM y en parte usando un centro de fresado Röders de cinco ejes RXP 601 DSH. «Hoy en día, optamos por el fresado en duro siempre que sea técnicamente posible, ya que nos ayuda a reducir los costes de fabricación, por un lado, y los tiempos de producción, por el otro», añade Waizmann. El mecanizado se lleva a cabo utilizando cortadores de carburo sólido en el rango de diámetro de 0,2 a 10 mm, que, al igual que las piezas paletizadas, se suministran mediante un sistema de manejo Röders RCM completamente automático y lineal. La ventaja de esta configuración es que todo, hardware y software, proviene de una sola fuente. El departamento de CAM también puede acceder a la base de datos del gestor de puestos Röders RCM, trabajar con los tipos de herramientas disponibles allí e incluso crear nuevos tipos directamente desde el lugar de trabajo CAM. Esto también simplifica el trabajo para el operador mediante la creación automática de flujos de trabajo, por ejemplo, que solo requieren que el operador vincule las piezas de trabajo con el trabajo correspondiente. Otra ventaja de la solución RCM es su expansibilidad modular. Puede ampliarse mediante la integración de una máquina de medición o una planta de lavado, por ejemplo, creciendo de forma cuasi orgánica con las necesidades del departamento. La celda de fabricación ya fue diseñada para una segunda planta de molienda. El departamento se ve así preparado para el futuro, confirma Waizmann.

Un segundo sistema más antiguo de Röders, un RXP 500 DS con un cargador de carrusel RC2 para las piezas paletizadas, tiene principalmente la tarea de producir los electrodos EDM de hundimiento requeridos, principalmente con grafito pero a veces también cobre.

Precisión excepcional

«En el caso de las herramientas de gran tamaño con numerosos insertos para el moldeo por inyección multicomponente, los requisitos de precisión son casi extremos», dice Waizmann. Con tales herramientas, prácticamente todo, desde la posición en el marco del molde hasta el curso tridimensional del plano de partición, debe ser exactamente correcto, ya que incluso las más mínimas desviaciones en la forma del producto serían desventajosas. Los clientes hoy en día solo permiten desviaciones de máx. 0.02 mm en la parte plástica individual, y esto a pesar del tamaño general de la herramienta de, p. 750 x 1,000 mm. Debido a las altas presiones de inyección, se requieren tolerancias de menos de 10 μm para el plano de partición del molde en el estado montado, lo que se traduce en una desviación individual máxima de ± 5 μm. Además, la eliminación de material durante el pulido también debe tenerse en cuenta. El proceso de mecanizado se tambalea constantemente «a lo largo del borde μm». Por lo tanto, no es de extrañar que el taller tenga aire acondicionado y los puntos de referencia de los componentes se determinen directamente en la máquina por medio de un sensor de medición automático, para compensar las desviaciones derivadas del sistema de sujeción de punto cero. El administrador del trabajo mide y documenta las precisiones de forma obtenidas en la fresadora. Una recalibración periódica se realiza por medio de una pieza de referencia, que también se ha medido externamente en una máquina de medición.

Las máquinas Röders están diseñadas para lograr dichas precisiones de manera confiable incluso después de años de uso intensivo y cuando se operan en modo de cinco ejes. Un factor importante para esto son los accionamientos directos en todos los ejes que, debido a su funcionamiento sin fricción, proporcionan las precisiones de mecanizado más elevadas y una vida útil prácticamente ilimitada. Además, las máquinas tienen un sofisticado sistema interno de control de temperatura para todos los componentes críticos, incluidas las unidades, así como opciones para un mayor aumento en la precisión.

Sistema de control actualizable

«Una de las características sobresalientes de los sistemas Röders es su control, que combina el mayor rendimiento con la facilidad de uso», dice Waizmann, y agrega que «en nuestra rutina diaria, nos beneficiamos del hecho de que nuestras plantas tienen exactamente la misma versión de el sistema de control a pesar de su gran diferencia de edad «. Tras la entrega del nuevo RXP 601 DSH, el software de control del RXP 500 DS anterior simplemente se actualizó al mismo nivel. Debido al continuo desarrollo posterior de los sistemas de control y regulación, tales actualizaciones abren nuevas opciones de racionalización que dan como resultado tiempos de mecanizado más cortos o una calidad de superficie más alta o que producen un manejo más fácil y funcionalidades extendidas. Gracias al concepto de control bien diseñado y basado en Windows, la familiarización y el entrenamiento de los operadores de la máquina no son un gran problema. Del mismo modo, aprender a dominar RMS Main, el gerente de trabajo de Röders, que incluye su conexión con el sistema CAM y la administración de herramientas, fue fácil y sin problemas.

Fiabilidad también con respecto al servicio

«Para nosotros, la puntualidad en la entrega de herramientas y equipos de producción es imprescindible», dice Waizmann. Dado que el tiempo de producción básico para una herramienta de inyección grande es de 8-12 semanas y la compañía tiene capacidades de reserva muy limitadas con respecto al mecanizado duro HSC, la disponibilidad de las máquinas y, por lo tanto, su fiabilidad, así como el tiempo de reacción y la eficiencia de su servicio son factores muy importantes. La compañía ha tenido una muy buena experiencia con esto durante los once años transcurridos desde la entrega del primer sistema Röders. Röders se esfuerza por mantener los costos del servicio lo más razonables posible en interés del cliente. Cuando el soporte remoto en contacto directo con los especialistas en mantenimiento de Zahoransky es suficiente, se prefiere este modo de funcionamiento. Si se trata de la instalación de un nuevo subsistema, la parametrización requerida simplemente se transmite en línea. Además, usar el servicio de mantenimiento remoto es gratuito. Por otro lado, cada vez que se requiere la presencia de especialistas del servicio de Röders, están rápidamente en el lugar. Este es un punto estratégico para él, en vista de la presión del tiempo al que está sujeto él mismo. «La máquina más rápida y precisa no me ayuda si no puedo obtener una fecha vinculante para la llegada de un técnico de servicio en caso de parada. Los fabricantes que no pueden garantizar esto ya no serán atendidos cuando discutimos nuevas inversiones «, confirma Waizmann.

Klaus Vollrath b2dcomm.ch

Direcciones

Zahoransky Automation & Molds GmbH, Bebelstrasse 11a, 79108 Freiburg, Alemania, T .: + 49-761-7675-0, F .: + 49-761-7675-143, info@zahoransky.com, www.zahoransky.com

Röders GmbH, Scheibenstraße 6, 29614 Soltau, Alemania, T .: + 49-5191-603-43, F .: + 49-5191-603-38, info@roeders.de, www.roeders.de

Röders RXP601DSH

La fresadora de cinco ejes HSC Röders RXP 601 DSH ha sido diseñada para cumplir incluso con los requisitos más estrictos con respecto a la precisión y el alto rendimiento de astillado, incluso al mecanizar materiales duros. Tiene accionamientos directos lineales libres de fricción que, junto con los sistemas de control de 32 kHz, proporcionan tanto un alto dinamismo como una alta precisión. Los requisitos previos esenciales para este rendimiento incluyen varillas de medición ópticas de alta precisión en todos los ejes, un aspecto donde el fabricante simplemente no se compromete. Debido a su precisión y dinámica, esta planta también se puede utilizar para el rectificado coordinado, como es el caso también con otros tipos de centros de mecanizado Röders. Además, el eje Z tiene un contrapeso de vacío sin fricción patentado para evitar marcas de inversión en la dirección Z.

Para garantizar la máxima estabilidad térmica, los sistemas tienen una gestión de temperatura sofisticada. La temperatura del medio, que circula por todos los componentes esenciales del sistema, se controla con una precisión de ± 0,1 K. Otra característica especial es un sistema de control basado en PC, cuyas funciones se adaptan con precisión a las tareas específicas de HSC high- molienda de precisión o rectificado coordinado. Como característica especial, Röders ofrece actualizaciones de control para evitar que las máquinas se vuelvan obsoletas porque su sistema de control es demasiado antiguo. La versión actual del sistema de control, RACECUT, reduce significativamente los tiempos de procesamiento aún más.

Automatización Röders

Röders ofrece soluciones de automatización para varias etapas, desde el manejo de componentes pequeños que pesan solo unos pocos kilogramos hasta piezas de trabajo con una masa de 1.500 kg. Estas soluciones de Röders no solo son capaces de interactuar con plantas del mismo fabricante, sino que también pueden integrar sistemas de otros fabricantes. Además, se encuentra disponible un administrador de trabajos moderno y de alto rendimiento, que también puede equiparse con interfaces para sistemas de mayor nivel.