Relojería:la visión de un maquinista

Encorvado sobre su escritorio y mirando a través de un ocular, Cameron Weiss presta poca atención a las máquinas herramienta en la habitación contigua. El maestro relojero formado en Suiza suele estar demasiado ocupado puliendo, puliendo, comprobando el ajuste y ensamblando los cientos de pasadores, engranajes, resortes y palancas que intervienen en los "movimientos" mecánicos que impulsan cada reloj de lujo.

Eso no quiere decir que el Sr. Weiss no aprecie el papel crítico que juegan estas máquinas-herramienta en la realización de su sueño:construir su propia marca de relojes de pulsera, uno basado sin disculpas en sus propios ideales artísticos. Del mismo modo que adornar el rostro con el nombre de su familia implica cierta estética, la etiqueta "Los Ángeles, California" implica un deseo profundamente arraigado de restaurar el prestigio de una industria nacional que se derrumbó en gran medida con la llegada de movimientos de cuarzo más baratos y precisos en el 1960 Para el Sr. Weiss, restaurar ese prestigio significa no solo ensamblar las piezas aquí, sino fabricarlas aquí también.

Es por eso que Weiss Watch Co. necesita máquinas herramienta. A pesar de toda la habilidad del fundador, aprovechar técnicas centenarias para fabricar piezas a mano como las placas principales de latón para los movimientos, los puentes que mantienen esos movimientos en su lugar y las carcasas exteriores sería prohibitivamente costoso y requeriría mucho tiempo. También sería un anatema para el objetivo no solo de hacer arte, sino de hacerlo accesible. Sin una tecnología de mecanizado moderna y flexible, no sería posible iterar múltiples prototipos antes de finalizar y producir un diseño en cantidades que hasta ahora han oscilado entre 5 y 500 por serie, dice el Sr. Weiss.

El VMC de tres ejes y el torno de tipo suizo que realizan este trabajo se encuentran en un garaje contiguo al parque de oficinas de 2100 pies cuadrados de la empresa en Torrance. El único programador y operador de las máquinas es Grant Hughson, ex ingeniero de aplicaciones del fabricante de herramientas de corte Sandvik Coromant y socio comercial del Sr. Weiss en una entidad separada:Pinion Precision Technology. El objetivo de los socios para Pinion Precision es ambicioso:producir piezas para relojes más allá de la marca Weiss. Específicamente, esperan aprovechar el hueco anticipado dejado por Swatch, un importante proveedor de repuestos en Suiza que está abandonando este negocio para enfocarse únicamente en fabricar relojes completos.

Hay buenas razones para confiar en la capacidad de Pinion Precision para capturar este trabajo, dice el Sr. Weiss. Una lección de los primeros días de Weiss Watch Co., cuando todavía ensamblaba mecanismos en la mesa de su cocina con casi todos los componentes suizos, es que otros talleres mecánicos generalmente no están acostumbrados a hacer obras de arte. “Cada parte que hacemos no solo tiene que estar dentro de una tolerancia muy estricta; también tiene que ser visualmente atractivo”, dice.

En el pasado, continúa, los talleres aceptaban con confianza el tipo de trabajo que ahora está haciendo el Sr. Hughson internamente, solo para luchar por hacer ese trabajo de manera rentable. Esto incluye algunas empresas que ya están acostumbradas a piezas pequeñas (la mayoría de los piñones miden menos de 1 mm), alta precisión (+0,0002/-0 pulgadas para algunas intersecciones de piñón y orificio) y acabados superficiales suaves (16 RA o más suaves son típicos). De hecho, recuerda un caso en el que un proveedor potencial se sintió tan humillado por un tiempo de respuesta inesperadamente largo en un pedido de prototipo que ofreció las piezas de forma gratuita.

El Sr. Hughson agrega que la dificultad de este trabajo va más allá de cumplir con especificaciones estrictas. Después de todo, se podría decir que los maquinistas nacieron para tales desafíos. Lo que puede ser más difícil es adherirse a estándares de calidad que pueden parecer subjetivos. Del mismo modo, para realizar operaciones de formas no convencionales y contrarias a la intuición a fin de respaldar los minuciosos procesos de acabado a mano.

Piezas como arte

Pocos talleres de maquinaria pintan con sus trayectorias de herramientas, pero el trabajo de Weiss Watch Co. lo exige. En los componentes de puente de latón como los que se muestran en la presentación de diapositivas anterior, se debe prestar atención a cada remolino y línea, y las trayectorias de herramientas estándar a menudo no lo cortan, independientemente de la tolerancia medida o el acabado de la superficie. “Para todas las estrategias de acabado, en su mayor parte, la geometría en realidad se está dibujando”, dice el Sr. Hughson. “La ruta de la herramienta tiene que ir de cierta manera:no puede simplemente hacer clic en un área y decir, 'embolsar esto'”.

Él cita los patrones de rayas de Ginebra como un ejemplo particularmente bueno de cómo la estética puede dificultar el mecanizado externo. Visibles en la foto de apertura de la presentación de diapositivas anterior, estas anchas bandas diagonales que se extienden a lo largo de la placa principal y el puente obtienen gran parte de su atractivo visual de las marcas de herramientas internas paralelas que se arquean hacia la intersección con una franja adyacente pero nunca saltan el espacio. Las líneas internas tienen una forma determinada tanto para el atractivo visual como para atrapar el polvo dentro del movimiento, y mantener un borde claro entre cada franja es esencial, dice Hughson. Cortar estas características en un molino en lugar de una máquina de trazado de líneas de Ginebra dedicada requiere lo que él dice que es un enfoque poco convencional para la programación. Por ejemplo, en lugar de usar un paso constante en el VMC Robodrill de FANUC del taller, emplea un corte de ranurado de ancho completo y luego superpone la mitad de ese corte con otra ruta de ranurado de ancho completo.

A partir de ahí, ninguna medida específica o serie de medidas puede determinar definitivamente si el rayado es correcto. Es un estándar puramente visual, con el Sr. Weiss usando un microscopio para evaluar el patrón maquinado contra un ideal elegido. Además, el ancho y el espaciado de las bandas pueden diferir ligeramente de un movimiento a otro y de un prototipo a otro durante el desarrollo de un nuevo movimiento. Ciertas características de la pieza también deben cortarse de ciertas partes del cuadrado de latón que mide 2 por 2 por 0,125 pulgadas para garantizar un trazado consistente una vez que se ensambla el movimiento. Para complicar aún más las cosas, las características que están demasiado juntas no dejan suficiente espacio para las herramientas de corte, mientras que las que están demasiado cerca del borde del material se topan con antiestéticas marcas de entrada y salida de herramientas.

Asegurar el acceso de la herramienta a las diversas características de la placa principal y el puente también es importante para biselar los bordes para evitar la formación de rebabas. El Sr. Weiss prefiere desbarbar a mano en algunos casos, pero muchas piezas son demasiado pequeñas y frágiles. El Sr. Hughson dice que pasa mucho tiempo elaborando estrategias sobre cómo dejar una superficie limpia o cómo asegurarse de que se formen rebabas de una manera que no interrumpa el trabajo manual. Por ejemplo, es posible que se mecanice una determinada característica desde el lado opuesto de la pieza de lo que se pretendía inicialmente, o es posible que un corte de perfil no penetre completamente en la pieza para evitar que una rebaba pase al otro lado.

Nada de esto sugiere que los procesos de mecanizado confiables y repetibles sean imposibles de desarrollar para componentes de relojes, dice Hughson. Sin embargo, la capacidad para hacerlo está limitada con dos máquinas herramienta y un solo programador/operador (el resto del equipo está formado por la esposa del Sr. Weiss, Whitney, que se encarga del marketing, así como por Lisa Odland, la aprendiz de relojero del Sr. Weiss, y una administradora de la oficina principal, Christy Broderson). Mientras tanto, la complejidad del trabajo puede ser una tarea difícil para los talleres externos que no se dedican a ello. El objetivo es escalar la producción, pero el arte simplemente no puede verse comprometido.

Hacer tiempo

Dadas las realidades de la subcontratación, el Sr. Hughson maneja la mayor parte del desarrollo del proceso de mecanizado. Las piezas más grandes van al Robodrill, procedente de Methods Machine Tools. Los componentes más pequeños y complejos suelen ir a lo que él llama un torno de tipo suizo "engalanado":un Tornos Swiss Nano de nueve ejes importado de Suiza con una serie de características no estándar que son muy adecuadas para la relojería. Por ejemplo, dos husillos de fresado de alta frecuencia controlados individualmente ofrecen 60 000 y 80 000 rpm respectivamente, velocidades suficientes para un fresado efectivo incluso con las herramientas de corte más pequeñas. Entre otras características, la máquina con herramientas múltiples también ofrece la capacidad de sincronizar la sujeción de piezas y los husillos de fresado para operaciones de tallado de engranajes, así como un sistema de tubos con vacío para retirar las piezas diminutas.

Aún así, la iteración de prototipos lo más rápido posible exige no solo la tecnología adecuada, sino también el ingenio propio. En el Tornos, por ejemplo, incluso la capacidad de ejecutar herramientas de forma eficaz como una sierra de corte longitudinal de 0,03 pulgadas solo llega hasta cierto punto cuando es necesario cambiar la configuración. “Ni siquiera puede meter el puño entre el husillo principal y el subhusillo”, dice Hughson, y explica que a veces puede ser difícil ver si una característica diminuta se mecanizó realmente o incluso si una pieza se transfirió realmente para las operaciones de trabajo posterior del subhusillo. . Además, una sola pieza puede requerir operaciones con hasta 10 herramientas de corte diferentes, cada una con su propia compensación y con compensaciones para la misma herramienta que difieren según su vector de aproximación. Establecer estas compensaciones haciendo que cada herramienta toque una hoja de papel autoadhesivo, un paso fundamental para evitar dañar no solo las piezas frágiles y caras, sino también las herramientas frágiles y caras, puede ser una propuesta que requiere mucho tiempo.

Es por eso que el Sr. Hughson decidió desde el principio que no tendría nada de eso. En su lugar, establece las compensaciones visualmente, guiado por una imagen nítida de la zona de trabajo en una pantalla LCD plana que es lo suficientemente detallada como para ver los chips individuales pegados a las piezas de trabajo que apenas sobresalen del buje guía del husillo principal o del micromandril del husillo secundario. Esta imagen es generada por una diminuta cámara microscópica instalada en un portaherramientas en el portaherramientas. “Configuro todas las herramientas, invoco la compensación de stock para cada una, la verifico y la ajusto según sea necesario. No hay necesidad de tocar nada”, dice. Este sistema desarrollado internamente también brinda la tranquilidad de saber que los programas son sólidos y que todo se ha configurado y maquinado correctamente.

En el VMC, la sujeción de piezas ha sido el foco de los avances más significativos hacia la aceleración de la iteración de prototipos. Específicamente, el Sr. Hughson prefiere concentrarse en garantizar una interfaz precisa y repetible entre el accesorio y la máquina en lugar de esforzarse demasiado en la interfaz entre la pieza y el dispositivo, como lo hicieron sus diseños originales con sus pasadores de ubicación de precisión. Después de todo, la creación de prototipos a menudo requiere sacar piezas de la máquina para examinarlas. Siempre que la ubicación de la fijación no varíe más de unas pocas milésimas de pulgada de su posición original, el sondeo en la máquina puede actualizar rápida y automáticamente la compensación de trabajo alrededor de la pieza.

Como ex empleado de Sandvik, naturalmente se dedicó a modificar los espacios en blanco de herramientas de cambio rápido de Capto para proporcionar la interfaz crítica entre la máquina y el prototipo de sujeción. En comparación con confiar únicamente en un ajuste repetible, esta estrategia facilita garantizar que las características en los lados opuestos de la pieza estén ubicadas correctamente entre sí. Los diseños de las fijaciones pueden ser más indulgentes, las repercusiones del desgaste o los daños en la sujeción de piezas son menos graves y los problemas son más fáciles de solucionar.

Adelante

El primer movimiento de la compañía construido casi en su totalidad con piezas estadounidenses se muestra en la portada de esta revista:el CAL 1003 que impulsa el American Issue Field Watch. Esta primera versión chapada en oro estaba limitada a solo 50 piezas. Ahora, el movimiento está en su cuarta iteración de producción, que presenta una frecuencia de pulsación más alta que las versiones anteriores, así como un mecanismo de "piratería" que permite a los usuarios del reloj de $1,995 iniciarlo y detenerlo a voluntad. En el futuro, el objetivo es llevar la producción de los últimos componentes que aún se producen en Suiza, espirales y joyas, a suelo estadounidense. Aunque la capacidad está aquí, el Sr. Weiss dice que los proveedores requieren la oportunidad de producir en ciertos volúmenes antes de siquiera considerar el trabajo. Tanto él como el Sr. Hughson esperan que la ampliación a partir de aquí sea un proceso incremental, como lo ha sido desde el principio. “Estamos aprendiendo a medida que avanzamos”, dice el Sr. Hughson.

Puede que sea así, pero la empresa ha recorrido un largo camino en cuatro cortos años. Lo hace siguiendo esencialmente el mismo modelo que generó la reputación de la relojería estadounidense que pretende restaurar. A partir de mediados del siglo XIX, empresas estadounidenses como Waltham Watch Co. complementaron la técnica de los maestros suizos con equipos de producción que hicieron que los relojes fueran más baratos y fáciles de fabricar sin comprometer la artesanía, explica el Sr. Weiss. La industria declinó con la llegada de los movimientos de cuarzo, pero los suizos lograron mantener sus tradiciones mecánicas, con el éxito continuo de marcas como Rolex impulsadas en gran parte por entusiastas que aprecian la ingeniería que se dedica a los relojes ensamblados a mano con cientos de piezas. Al aprovechar una estrategia similar a la de Waltham, la fusión de la artesanía del viejo mundo con la tecnología y la técnica de fabricación modernas, Weiss Watch Co. tiene como objetivo atraer a una clientela similar, aunque una que aprecia especialmente una etiqueta "Hecho en Estados Unidos".

Eso dice el relojero. En cuanto al maquinista, el Sr. Hughson no podría estar más feliz haciendo un trabajo que regularmente desafía los enfoques convencionales para mecanizar piezas. Y la novedad no es su única fuente de motivación en estos días. “En gran parte de la fabricación de alta gama, es casi como si tuvieras una doble vida oculta porque no puedes mostrarla”, dice. "En la relojería, puedo decir:'Mira esta pequeña máquina en mi muñeca:¡Esto es lo que hago!'. Para mí, eso ha sido algo enorme:hacer algo hermoso por sí mismo".