5 áreas problemáticas que debe conocer en la metalurgia

Hay mucho que saber sobre la metalurgia. Cuando surgen problemas, ¿qué haces? Hablamos con los especialistas que promedian más de 20 años de experiencia para encontrar las mejores soluciones a los problemas comunes de mecanizado y metalurgia.

¿Cuáles son los principales desafíos de la metalurgia que existen? Recientemente hablamos con tres especialistas en metalurgia de MSC, Ray Gavin, Terry Stahl y Don Branum, para averiguar qué tipo de desafíos de mecanizado, herramientas y procesos experimentan sus clientes, y cómo los ayudan a encontrar formas de superar los problemas. Los especialistas en metalurgia de MSC trabajan en estrecha colaboración con sus clientes asignados para encontrar las mejores soluciones independientes del proveedor para los problemas de mecanizado, herramientas, mantenimiento de fluidos y productividad.

Aquí hay una descripción general de las cinco áreas principales en las que los especialistas en metalurgia de MSC ven problemas regularmente.

1. Materiales metalmecánicos

En la actualidad, se utiliza en la fabricación una amplia gama de materiales con base de metal, que incluyen:hierros fundidos y dúctiles, acero con bajo contenido de carbono, acero aleado, acero para herramientas, acero cementado, acero inoxidable, superaleaciones y aleaciones de alta temperatura. Cada una de estas categorías de materiales se mecaniza de manera diferente en función de sus estructuras. A menudo, los especialistas en metalurgia ayudan a seleccionar el sustrato de carburo, los recubrimientos, el inserto o la geometría de carburo sólido adecuados con la preparación de filo correcta, lo que garantiza que tengan la mejor herramienta para una operación.

“Uno de los grandes problemas que veo es que los clientes pueden saber que necesitan un determinado tipo de herramienta de corte, pero no necesariamente se dan cuenta de que necesitan el grado correcto diseñado para cortar titanio o Iconel u otros aceros duros”, dice Terry. Stahl, un especialista en metalurgia de MSC con sede en San Antonio. Stahl ha estado en el negocio de la metalurgia durante más de 30 años, con 22 años en la industria aeroespacial. Stahl presta servicios a muchos fabricantes médicos en las regiones del este de Texas y el norte de Luisiana. Sus clientes utilizan muchas superaleaciones. Estos metales duros son donde la mayoría de los especialistas ven que sus clientes tienen problemas.

“Algunos clientes están quemando sus fresas y sus insertos porque no los están ejecutando correctamente [para el material que están usando]”, dice Stahl. “Principalmente vemos problemas de programación. A menudo vemos muchas operaciones adicionales que no necesitan, por lo que podemos ayudarlos a eliminar algunos de los pasos”.

Al eliminar la trayectoria de la herramienta y los pasos operativos innecesarios, Stahl dice que pueden ayudar a aumentar la vida útil de la herramienta y reducir el tiempo que se tarda en fabricar piezas.

“En muchas tiendas, he podido ayudar a reducir drásticamente sus horas extra”, dice Stahl. "¿Cómo? Reduciendo el tiempo del ciclo y aumentando las piezas en las que no tienen que pasar 10 horas a la semana obteniendo la misma cantidad".

2. Líquidos refrigerantes de limpieza y corte

El refrigerante limpio con la concentración adecuada en realidad aumenta y estabiliza la vida útil de la herramienta, según los especialistas. La concentración correcta y el mantenimiento mensual del refrigerante aumentarán la vida útil de la herramienta, eliminarán la formación de espuma, los olores o la dermatitis que daña la piel.

Para comprender mejor los problemas del refrigerante, aquí hay un ejemplo del mundo real de Ray Gavin, que trabaja en la región sureste de Florida. Gavin tiene 40 años de experiencia en mecanizado y metalurgia.

Uno de sus clientes, un fabricante aeroespacial en Orlando, opera las 24 horas del día, los 7 días de la semana y tenía un problema de dos partes con el refrigerante. En primer lugar, las piezas se manchaban con un residuo a base de aceite dentro de la máquina y, en segundo lugar, tenían que llevar esas piezas a una estación de lavado para limpiar las piezas teñidas con aceite.

“Trajimos un refrigerante sintético y lo probamos durante tres meses en una máquina muy usada en la que fabricaron muchas piezas”, dice Gavin. "Eso salió muy bien:no tenían dermatitis, ya no tenían marcas ni manchas en las piezas, por lo que descubrieron que podían sacar las piezas de la máquina mucho más limpias".

El vidrio del capó de la máquina también estaba más limpio. Ahora podían ver que las piezas se hacían mucho más fáciles. El residuo de aceite había desaparecido por completo. Uno de los mejores resultados de esta prueba, según Gavin, fue que este fabricante pudo omitir y eliminar un proceso completo ahora. Ya no era necesaria la operación de lavado y soplado para limpiar las piezas. Le ahorró a la empresa alrededor de 20 minutos por pieza solo en la operación de limpieza, y lo hicieron unas cinco veces al día en un día de 24 horas, ahorrándoles alrededor de $ 100 por día, o $ 36,500 por año.

El éxito de la prueba inicial condujo a un proyecto más grande que implementó el mismo refrigerante sintético en aproximadamente 20 máquinas CNC. ¿El resultado? Ahorros de costos generales de $40,000 al año en refrigerante, porque necesitaban menos refrigerante que antes, así como ahorros de $6,000 al año en el mantenimiento del sumidero, ya que era mucho más limpio, y $4,000 ahorrados en la gestión de desechos.

¿Qué traerá el futuro a los fluidos? Lea "El futuro de los fluidos metalúrgicos, los lubricantes para máquinas y los refrigerantes".

3. Fijación y sujeción de piezas

El tiempo de configuración y el uso de accesorios pueden llevar mucho tiempo. Los tiempos de preparación más cortos generan ventajas de costos. Las aplicaciones de torneado y fresado se pueden convertir en fijaciones de cambio rápido rápidas y precisas con alta repetibilidad y precisión para garantizar una productividad de alta calidad, según los especialistas.

“Más y más producción en menos tiempo” es el mantra. La búsqueda de una mayor productividad es la fuerza impulsora detrás de esta tendencia de soluciones.

“Cuanto más rígida sea su sujeción, más precisas serán sus piezas”, dice Stahl. "Además, puede trabajar a velocidades y avances más altos... La sujeción de piezas es un gran problema, especialmente en el área de fresado; también lo es en el torneado, pero hay mucha presión lateral en el fresado debido a las herramientas de corte".

4. Tecnología e Innovación Metalmecánica

Para muchas tiendas es difícil mantenerse al día con el ritmo del cambio. Afortunadamente, la tecnología puede ayudar a los clientes a compensar los desafíos en la brecha de habilidades, si saben cómo aprovechar la tecnología. Los especialistas en metalurgia, con socios clave en herramientas y mecanizado, pueden ayudar a mostrar a los clientes cómo utilizar la innovación en su beneficio. Si un taller no puede contratar suficientes maquinistas nuevos, la innovación y la tecnología podrían ayudar.

“La tecnología está cambiando muy rápido y los clientes confían en nosotros para ayudarlos a mostrarles las últimas innovaciones en herramientas de la industria”, dice Stahl.

¿Cómo está cambiando la tecnología y la innovación el mecanizado para los clientes? Por un lado, les permite usar herramientas más integradas con una funcionalidad más profunda. Por ejemplo, Stahl dice que a menudo puede ayudar a los clientes que tienen máquinas de 5 ejes a encontrar una herramienta que realice múltiples tareas, lo que ayuda a la producción y ahorra tiempo. Hay brocas, por ejemplo, que pueden taladrar, avellanar y achaflanar, explica Stahl. En el pasado, estas eran tres herramientas separadas.

“Echamos un vistazo objetivo a las cosas, y no estamos atados a un solo fabricante”, dice Branum. “Ningún fabricante tendrá lo mejor de todo”.

5. Mejoras de procesos y programas

Cambiar los procesos de mecanizado o herramientas hacia una mayor tasa de remoción de metal realmente puede marcar la diferencia en el resultado final. Al mejorar la productividad con las trayectorias, la profundidad de corte, la velocidad y los avances, las calidades de carburo y las geometrías adecuadas, se pueden reducir los costos y se pueden dedicar más horas a la producción de piezas.

Aquí hay varios ejemplos que muestran el impacto final y la mejora del proceso con cambios a menudo muy simples en herramientas o enfoques.

Un cliente de petróleo y gas que estaba fabricando una pieza de 8 ½ pulgadas de diámetro logró una mejora del proceso de un 877 por ciento, con un ahorro de costos de $891,000 al año, al pasar de un inserto de corte de carburo a uno de cerámica. El cliente pasó de 80 pies de superficie por minuto con un inserto de carburo a 625 pies de superficie por minuto con la herramienta de cerámica.

“Se ahorró mucho tiempo”, dice Branum, quien también tiene su sede en la región sureste, en Alabama, y ​​ha estado en MSC durante nueve años. "El mayor ahorro de tiempo fue mejorar el tiempo del ciclo porque podíamos ejecutar la pieza mucho más rápido, con un metraje de superficie más alto".

Aquí hay otra experiencia de cliente. Un fabricante aeroespacial tiene un departamento de desbarbado de cinco personas que realizaba manualmente el desbarbado de las piezas, dice Gavin. Puede que no parezca mucho pasar de cinco minutos de desbarbado manual a un minuto de desbarbado con una rueda convoluta, pero el tiempo puede acumularse. Este taller fabricaba unas 3600 piezas al año, por lo que con cinco minutos por pieza, el fabricante dedicaba aproximadamente 18 000 minutos al desbarbado al año, y ahora podía desbarbar en 3600 minutos durante 12 meses con el disco, lo que le ahorraba a la empresa unos 20 000 dólares al año. , según Gavin.

El mismo taller aeroespacial también fabrica piezas fundidas en forma de U que necesitan desbarbado. Ese mismo departamento de desbarbado de cinco personas desbarbó manualmente estas piezas fundidas a una velocidad de unos 15 minutos, pero Gavin les pidió que probaran una rueda de cerdas con filamentos y el tiempo se redujo a cinco minutos. Por lo tanto, el fabricante ahorró 10 minutos por pieza, y el tiempo ahorrado liberó a su departamento de desbarbado en aproximadamente un 65 por ciento, o 900 horas. También mostró un ahorro de costos de alrededor de $51,000.

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