Cómo mejorar el tiempo de ciclo en el mecanizado automotriz

El desafío de mejorar el tiempo de ciclo en las operaciones de mecanizado y corte a menudo hace que los maquinistas busquen nuevas soluciones. Así es como los talleres manejan grandes volúmenes, estrictos controles de procesos y la alta calidad que requiere la industria automotriz.

Hay una visión asociada con el mecanizado automotriz, una que incluye máquinas herramienta dedicadas que producen piezas de acero y hierro fundido por millones.

Esa visión ha cambiado algo durante la última década, ya que los fabricantes de automóviles y sus proveedores se han pasado a sistemas de fabricación flexibles y materiales avanzados.

Pero el hecho es que las cantidades de producción son significativamente más altas en la industria automotriz que en otras industrias.
 

Es mejor que los talleres que deseen realizar ese trabajo tengan sus lápices extremadamente afilados, sus niveles de garantía de calidad en perfecto orden, sus registros de entrega a tiempo solo eso, a tiempo, y además de todo eso, estén preparados para afeitarse un pocos puntos porcentuales de su precio por pieza cada año.

Para lograr todo eso se requieren, entre otras cosas, las herramientas de corte correctas, junto con el conocimiento de la aplicación necesario para lograr los tiempos de ciclo más cortos y la mejor vida útil de la herramienta posible.

Mantenga la uniformidad de sus herramientas de corte 

Este conocimiento es valioso para cualquier fabricante, incluso para aquellos que se especializan en el trabajo de bajo volumen y alta combinación típico de la mayoría de los talleres. Entonces, la pregunta es:¿Cuáles son esas herramientas de corte y qué atributos tienen que las separan de las herramientas de uso más general?

Adam Glover, gerente de distrito de OSG USA Inc., explica que los fabricantes de alto volumen buscan consistencia en sus brocas y fresas de extremo en lugar de cualquier geometría, grado o recubrimiento específico.

“Las características de diseño y maquinado de las herramientas automotrices serán bastante similares a las que usan los talleres, pero cuando ejecuta un millón al año de algo, no puede tolerar ninguna sorpresa”, dice Glover.

“Necesita una vida útil predecible, y cuando llega el momento de cambiar un taladro u otra herramienta redonda, o cualquier cortador, desea colocarlo y presionar el inicio del ciclo”, agrega. “Esa es la máxima prioridad, por lo que los fabricantes de automóviles siempre seleccionan las herramientas de mayor calidad disponibles, independientemente del precio”.

Equilibrar el presupuesto

Pero un momento, cualquiera que haya cotizado piezas mecanizadas para la industria automotriz sabe que la orden de compra generalmente va al proveedor que puede ofrecer el precio más bajo por pieza. ¿No sugiere eso que los talleres deberían ser frugales al planificar sus presupuestos de herramientas? No realmente, dice Brent Marsh, gerente de desarrollo comercial para el área automotriz de América del Norte en Sandvik Coromant Inc.

“La naturaleza repetitiva del mecanizado automotriz de alto volumen exige que la variación en los procesos, las máquinas herramienta, la sujeción de piezas, los calibres y, especialmente, las herramientas de corte se mantengan al mínimo durante un período más largo”, dice Marsh.

“Todo requiere una buena capacidad de proceso, con menos dependencia de los operadores que intervienen manualmente para lograr los resultados finales deseados”, agrega. “Son estos factores los que determinan el precio más bajo de la pieza sin importar lo que esté mecanizando”.

Eso está muy bien para los fabricantes de automóviles con su afinidad por el hierro fundido, el acero y el aluminio, pero ¿qué pasa con todos los demás? Los talleres de trabajo mecanizan todo, desde acero inoxidable hasta Inconel, compuestos hasta aleaciones de alta resistencia. La previsibilidad también es importante en este caso, pero pagar un precio más alto por herramientas redondas de primera puede ser menos aceptable dada la necesidad de cambios más frecuentes; en este entorno, las herramientas de corte a veces se usan durante una fracción de su vida útil potencial y luego se ponen en marcha. el estante o en la caja de herramientas de un maquinista. ¿Siguen valiendo la pena las herramientas premium?

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Más allá del hierro fundido

Chad Hefflinger cree que sí. Ingeniero senior de aplicaciones en Kennametal Inc., se especializa en herramientas de diamante policristalino (PCD) y nitruro de boro cúbico policristalino (PCBN), y pasa gran parte de su tiempo apoyando a los fabricantes de equipos originales (OEM) y proveedores automotrices de nivel I.

Hefflinger está de acuerdo en que el costo por pieza más bajo a menudo se entrega con las herramientas de corte más caras.

“Debido a la longevidad que ofrecen estas herramientas y la naturaleza exigente del trabajo automotriz, es muy fácil justificar el mayor costo de PCD y PCBN”, dice.

Pero no olvide el carburo, agrega Hefflinger. Si bien las herramientas de PCD se usan comúnmente para fresar y perforar bloques de motor, cabezales y carcasas de transmisión de aluminio fundido, y PCBN es una opción para componentes de hierro fundido y acero endurecido, el carburo sigue siendo una opción popular para algunos de los materiales más nuevos, incluido el grafito compactado. hierro (CGI) y aceros aleados de alta resistencia, los cuales están experimentando un mayor uso en el espacio automotriz.

Adam Glover, de OSG, señala que el acero inoxidable y otras aleaciones también están en aumento, y que el carburo sigue siendo el rey supremo para cualquiera que mecanice estos metales.

“Trabajo con cuatro talleres que fabrican componentes de rieles de combustible, que por lo general son de acero inoxidable 316, pero también veo aceros inoxidables 304, 2205 dúplex, 4140 y 8620; es prácticamente en todos los ámbitos”, dice. “Incluso estamos viendo algún uso compuesto, como en el marco interior del parachoques del nuevo Corvette. Sin embargo, sean cuales sean los fabricantes de automóviles que mecanicen, los requisitos son básicamente los mismos:larga vida útil de la herramienta, alta productividad y calidad uniforme”.

Cuando los segundos cuentan 

Cada uno de los expertos entrevistados para este artículo dice que las herramientas personalizadas son bastante comunes en las aplicaciones automotrices.

“Vemos una gran demanda de escariadores de hoja ajustable que se utilizan en aplicaciones de superacabado, brocas escalonadas combinadas y herramientas de puerto, fresas de PCD con vetas y una serie de otras soluciones personalizadas”, dice Brent Marsh de Sandvik Coromant. "Los segundos cuentan en este entorno, por lo que los fabricantes de automóviles harán lo que sea necesario para ofrecer el tiempo de ciclo más corto, lo que a su vez conduce al costo por pieza más bajo".

Hefflinger de Kennametal apoya ese último punto y agrega una advertencia:"Es muy especializado, cierto, pero también hay algunos puntos en común", dice. “Cada motor tiene colectores de admisión y escape, puertos de inyección de combustible, orificios para bujías:todas son aplicaciones excelentes para taladros y escariadores personalizados porque los mismos diseños de herramientas se pueden usar en muchos números de pieza diferentes”.

Todo esto es bueno para los fabricantes de automóviles, pero ¿qué significa para los talleres que no fabrican millones de piezas al año? Tal vez nada, excepto por una cosa:los ingenieros que trabajan en Ford, Chevy, GM y todos los demás saben que el trabajo principal en cualquier proceso de fabricación es desarrollar el proceso más estable posible.

Las sorpresas son mortales, le dirán, y la mejor manera de evitar los retrasos en la producción y los problemas de calidad resultantes es comprar herramientas de la más alta calidad disponibles, independientemente de la cantidad de piezas o el material mecanizado.

¿A qué desafíos se ha enfrentado al mecanizar materiales de automoción? ¿Qué soluciones únicas ha encontrado?