Bibliotecas de herramientas y simulaciones en software CAD/CAM: Reduzca rápidamente los tiempos de ciclo de producción

Schupan & Sons Inc. es una empresa familiar de reciclaje de metales que también fabrica productos internamente en su taller de 140.000 pies cuadrados en Kalamazoo, Schupan Aluminum. En los últimos 10 años, Schupan ha pasado de 60 a 325 empleados.

«Nuestro negocio de fabricación de valor añadido está liderando el camino para un negocio de distribución, cortando grandes brutos y enviándolos, o cortando piezas para diferentes talleres de mecanizado», dice Kevin Roschek, director de fabricación en Schupan Aluminum. La mayoría del trabajo es mecanizado CNC, y en cinco años el taller añadió 27 máquinas CNC a sus 10 originales para mantenerse al día con la demanda. Uno de los mayores grupos de clientes de Schupan produce muebles, a menudo muebles de oficina o muebles de exterior de alta gama, con Schupan creando los complejos complementos electrónicos internos. El taller también tiene clientes en las industrias médica, automotriz, marina y alimentaria.

Reducción de tiempos de ciclo con CAD/CAM

A medida que Schupan creció, concluyó que reducir los tiempos de ciclo era la mejor manera de hacer la producción más eficiente.

«La sujeción, históricamente, ha sido un enorme problema para nosotros», dice Joseph Proxmire, ingeniero principal de fabricación de Schupan Aluminum. «Tenemos muchas piezas que ciertamente serían de tres o cuatro operaciones, y teníamos que diseñar soluciones personalizadas para hacerlas en una sola operación».

En respuesta a este problema, Schupan comenzó a usar mecanizado de cuatro y cinco ejes para cargar múltiples piezas y cortar múltiples lados a la vez. Para asegurar un mecanizado rápido y limpio, el taller usa software CAD/CAM, específicamente Mastercam. Las trayectorias multieje del software dan al taller control total sobre el patrón de corte, control del eje de la herramienta y evitación de colisiones.

Proxmire fue una voz crucial en la decisión de Schupan sobre qué software usar para expandir sus capacidades. Confía en Mastercam debido a su experiencia pasada, y dice: «Se actualiza constantemente, y los desarrolladores siempre están avanzando el software. Otro software CAM que hemos usado antes no tiene suficientes datos para mantenerse actualizado».

Resolución de trayectorias de herramienta complejas

Uno de los proyectos más desafiantes de Schupan fue producir varios cubiertas de aluminio complejas diferentes. Estos son componentes de muebles interiores para un avión y, al principio, presentaban geometrías intimidantes.

«Necesitábamos capacidades avanzadas de cinco ejes para bolsillos profundos, sujeción de herramientas pequeñas y uso de portaherramientas extendidos», dice Proxmire. «Terminamos con acabados muy buenos gracias a estas trayectorias. Usamos las trayectorias Multiaxis Flow y Multiaxis Curve para mecanizar características que habrían sido mucho más difíciles con mecanizado de tres o cuatro ejes».

Las funciones de cinco ejes de Mastercam permitieron a Schupan completar el posicionamiento complicado de la herramienta en una fracción del tiempo que el taller habría necesitado sin él. Durante el proyecto, Schupan contactó a su distribuidor certificado de Mastercam, Axsys CAD/CAM Solutions Inc., para ayuda con el post-procesado. En lugar de simplemente guiar al equipo de Schupan a través del post, el representante de cuentas Mike Stevens desarrolló todo el código para ellos. Entre el soporte de Axsys y las avanzadas funciones multieje, los empleados de Schupan encontraron que el estrés y la dificultad del proyecto de cubiertas quedaron prácticamente eliminados.

Proxmire y sus programadores llaman a Axsys cada vez que tienen preguntas o necesitan ayuda para resolver problemas u optimizar su proceso de mecanizado, con Stevens proporcionando información por teléfono o en persona. Axsys también ofrece formación continua para usuarios locales de Mastercam, y contacta frecuentemente con empresas como Schupan para explicar las últimas funciones del software.

Uso de bibliotecas y simulaciones

Una de estas funciones es el Tool Manager (Gestor de herramientas) del software. Con él, los usuarios pueden importar bibliotecas de herramientas de fabricantes como Sandvik Coromant, optimizar las trayectorias para cada herramienta y luego extrapolar la información.

«La capacidad de crear una trayectoria de corte y transferirla a múltiples ubicaciones es enorme», dice Proxmire. «Uso eso para programar una pieza y luego transformarla en la línea para 10 piezas diferentes. Este software es muy bueno en eso en cuanto a planos de aproximación y de seguridad y ajuste fino de la trayectoria de corte para hacerla tan rápida como sea posible. Tenemos viejas bibliotecas de herramientas y bibliotecas de portaherramientas para todos nuestros portaherramientas de ajuste por contracción y CAT 40. Hace que la simulación sea mucho más fácil».

Cuando Proxmire simula sus piezas, usa las funciones Verify y Backplot dentro del software. Verify y Backplot muestran en pantalla todas y cada una de las porciones del proceso de mecanizado, que los usuarios pueden grabar si lo necesitan. Estas funciones detectan colisiones y errores antes de que el material base toque la máquina, permitiendo a los operadores trabajar en los proyectos más rápido y con mayor confianza.

Mejoras dinámicas

Después de simular cada pieza para comprobar problemas, el enfoque de Proxmire vuelve a ser reducir los tiempos de ciclo. La tecnología Dynamic Motion de Mastercam es un programa dentro del software que monitoriza continuamente el material durante el mecanizado y cambia el movimiento de la herramienta en respuesta. Esta adaptación al movimiento del material significa que los operadores pueden hacer funcionar las máquinas a sus tasas más altas sin poner en peligro su material o herramientas de corte.

«La herramienta dura bastante más ahora, especialmente cuando mecanizamos materiales más duros como acero para herramientas», dice Proxmire. «Hemos descubierto que Dynamic Milling nos da mejor vida de herramienta y definitivamente tasas de remoción de metal más altas». Estima que al mecanizar acero, Dynamic ha hecho los tiempos de ciclo hasta tres veces más cortos.