La relojería al descubierto: La visión interna de un maquinista maestro

Encjorbado sobre su escritorio y mirando a través de una lupa, Cameron Weiss presta poca atención a las máquinas herramienta en la habitación contigua. El maestro relojero formado en Suiza suele estar demasiado ocupado puliendo, bruñendo, verificando ajustes y ensamblando los cientos de pasadores, engranajes, resortes y palancas que componen los «movimientos» mecánicos que alimentan cada reloj de lujo.

Eso no sugiere que el Sr. Weiss no aprecie el papel crítico que estas máquinas herramienta juegan en la realización de su sueño: construir su propia marca de relojes de pulsera, basada sin disculpas en sus propios ideales artísticos. Así como estampar su apellido en la esfera implica una cierta estética, la etiqueta «Los Ángeles, California» implica un deseo profundo de restaurar el prestigio a una industria nacional que colapsó en gran medida con la llegada de movimientos de cuarzo más baratos y precisos en la década de 1960. Para el Sr. Weiss, restaurar ese prestigio significa no solo ensamblar las piezas aquí, sino también fabricarlas aquí.

Por eso Weiss Watch Co. necesita máquinas herramienta. Para toda la habilidad del fundador, aprovechar técnicas centenarias para fabricar a mano piezas como las placas principales de latón para los movimientos, los puentes que sostienen esos movimientos en su lugar y las cajas exteriores sería prohibitivamente caro y lento. También sería antagónico al objetivo de no solo hacer arte, sino hacer ese arte accesible. Sin 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 centro de mecanizado vertical de tres ejes y el torno de tipo suizo que realizan este trabajo están alojados en un garaje adyacente al espacio de oficina de 2.100 pies cuadrados de la empresa en Torrance. El único programador y operador de las máquinas es Grant Hughson, ex ingeniero de aplicaciones para el 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 previsto que dejará Swatch, un proveedor destacado de piezas en Suiza que está abandonando este negocio para centrarse 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 aún ensamblaba movimientos en su mesa de cocina con componentes casi todos suizos, es que otros talleres de mecanizado generalmente no están acostumbrados a fabricar arte. «Cada pieza que fabricamos no solo tiene que caer dentro de una tolerancia muy ajustada; también tiene que ser visualmente atractiva», dice.

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

El Sr. Hughson añade que la dificultad de este trabajo va más allá de cumplir especificaciones estrictas. Después de todo, se podría decir que los maquinistas nacen para tales desafíos. Lo que puede ser más difícil es adherirse a estándares de calidad que podrían parecer subjetivos. Del mismo modo, realizar operaciones de manera no convencional e intuitiva para apoyar procesos de acabado a mano minuciosos.

Piezas como arte

Pocos talleres de mecanizado pintan con sus trayectorias de herramienta, pero el trabajo de Weiss Watch Co. lo exige. En componentes de puentes de latón como los que se muestran en la presentación de diapositivas arriba, se debe prestar atención a cada remolino y línea, y las trayectorias de herramienta estándar a menudo no sirven, sea cual sea la tolerancia medida o el acabado superficial. «Para todas las estrategias de acabado, en su mayor parte, la geometría en realidad está siendo dibujada», dice el Sr. Hughson. «La trayectoria de la herramienta tiene que ir de cierta manera: no puedes simplemente hacer clic en un área y decir "hueque esto"».

Cita los patrones de rayas de Ginebra como un ejemplo particularmente bueno de cómo la estética puede hacer difícil la subcontratación del mecanizado. Visibles en la foto de apertura de la presentación de diapositivas arriba, estas bandas anchas y diagonales que se extienden a través de la placa principal y el puente derivan gran parte de su atractivo visual de marcas de herramienta internas paralelas que se curvan hacia la intersección con una banda adyacente pero nunca saltan el espacio. Las líneas internas tienen una forma determinada tanto por atractivo visual como para atrapar polvo dentro del movimiento, y mantener un borde claro entre cada banda es esencial, dice el Sr. Hughson. Cortar estas características en una fresadora en lugar de una máquina dedicada de rayas de Ginebra requiere lo que él dice es un enfoque no convencional de la programación. Por ejemplo, en lugar de usar un paso constante en el VMC FANUC Robodrill del taller, emplea un corte de ranurado a ancho completo, luego superpone la mitad de ese corte con otra trayectoria de ranurado a ancho completo.

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

Garantizar el acceso de la herramienta a las diversas características de la placa principal y el puente también es importante para chaflanear bordes y prevenir 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 estrategizando sobre cómo dejar una superficie limpia o asegurar que las rebabas se formen de una manera que no interrumpa el trabajo a mano. Por ejemplo, una cierta característica podría mecanizarse desde el lado opuesto de la pieza al inicialmente previsto, o un corte de perfil podría no penetrar completamente la pieza para evitar que una rebaba empuje hacia el otro lado.

Nada de esto sugiere que los procesos de mecanizado fiables y repetibles sean imposibles de desarrollar para componentes de relojes, dice el Sr. Hughson. Sin embargo, la capacidad para hacerlo es limitada con dos máquinas herramienta y un solo programador/operador (el resto del equipo consiste en la esposa del Sr. Weiss, Whitney, que maneja el marketing; así como Lisa Odland, aprendiz de relojero del Sr. Weiss, y una administradora de recepción Christy Broderson). Mientras tanto, la complejidad del trabajo puede ser un pedido alto para talleres externos que no estén dedicados a él. Escalar la producción es el objetivo, pero el arte simplemente no puede comprometerse.

Haciendo 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, suministrado por Methods Machine Tools. Los componentes más pequeños y complejos suelen ir a lo que él llama un torno de tipo suizo «completamente equipado»: un Tornos Swiss Nano de nueve ejes importado de Suiza con una serie de características no estándar que son 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 de herramientas de gang también ofrece capacidad para sincronizar el sujeción de pieza y husillos de fresado para operaciones de hobbing de engranajes, así como un sistema de tubo con vacío para remover las piezas diminutas.

Aun así, iterar prototipos tan rápido como sea posible demanda no solo la tecnología adecuada, sino también ingenio casero. En el Tornos, por ejemplo, incluso la capacidad de ejecutar eficazmente herramientas como una sierra de ranurar de 0,03 pulgadas llega solo hasta donde la configuración necesita cambiar. «Ni siquiera puedes meter el puño entre el husillo principal y el subhusillo», dice el Sr. Hughson, explicando que a veces puede ser difícil ver si una característica diminuta ha sido realmente mecanizada o incluso si una pieza realmente se ha transferido para operaciones de contrahusillo. Además, una sola pieza puede requerir operaciones con hasta 10 herramientas de corte diferentes, cada una con su propio offset, y con offsets para la misma herramienta diferendo según su vector de aproximación. Configurar estos offsets tocando cada herramienta contra una hoja de papel de contacto, un paso crítico para evitar dañar no solo piezas frágiles y caras, sino también herramientas frágiles y caras, puede ser una propuesta que consume tiempo.

Por eso el Sr. Hughson decidió temprano que no tendría nada de eso. En su lugar, configura los offsets visualmente, guiado por una imagen nítida de la zona de trabajo en una pantalla LCD plana lo suficientemente detallada para ver virutas individuales pegadas a piezas que apenas sobresalen de la guía de buje del husillo principal o del micro-portapiezas del subhusillo. Esta imagen es generada por una diminuta cámara de microscopio instalada en un portaherramientas en el plato de gang. «Configuro todas las herramientas, llamo al offset de material para cada una, lo reviso y ajusto según sea necesario. No hay necesidad de tocar nada», dice. Este sistema casero también proporciona tranquilidad de que los programas son sólidos y que todo ha sido configurado y mecanizado correctamente.

En el VMC, la sujeción de pieza ha sido el foco de los avances más significativos hacia la aceleración de la iteración de prototipos. Específicamente, el Sr. Hughson prefiere centrarse en asegurar una interfaz precisa y repetible entre el dispositivo de sujeción y la máquina en lugar de poner demasiado esfuerzo en la interfaz entre la pieza y el dispositivo, como lo hacían sus diseños originales con sus pasadores de localización de precisión. Después de todo, la creación de prototipos a menudo requiere quitar piezas de la máquina para examinarlas. Mientras la ubicación del dispositivo no varíe más de unas pocas milésimas de pulgada de su posición original, el sondeo en máquina puede actualizar rápida y automáticamente el offset de trabajo alrededor de la pieza.

Como ex empleado de Sandvik, naturalmente recurrió a modificar blanks de herramienta de cambio rápido Capto para proporcionar la interfaz crítica entre la máquina y la sujeción de prototipos. En comparación con confiar únicamente en un ajuste repetible, esta estrategia facilita asegurar que las características en lados opuestos de la pieza estén ubicadas correctamente en relación entre sí. Los diseños de sujeción pueden ser más tolerantes, las repercusiones del desgaste o daño de la sujeción son menos severas, y los problemas son más fáciles de solucionar.

Avanzando

El primer movimiento de la empresa en ser construido casi enteramente de piezas de EE. UU. se muestra en la portada de esta revista: el CAL 1003 que alimenta el American Issue Field Watch. Esta primera versión chapada en oro se limitó a solo 50 piezas. Ahora, el movimiento está en su cuarta iteración de producción, que presenta una frecuencia de latido más alta que las versiones anteriores, así como un mecanismo «hacking» que permite a los usuarios del reloj de 1.995 dólares iniciarlo y detenerlo a voluntad. De cara al futuro, el objetivo es traer la producción de los últimos componentes aún producidos en Suiza —resortes de espiral y joyas— a suelo estadounidense. Aunque la capacidad está aquí, el Sr. Weiss dice que los proveedores requieren la oportunidad de producir a ciertos volúmenes antes de siquiera considerar el trabajo. Él y el Sr. Hughson esperan que la escalada 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.

Eso puede ser así, pero la empresa ha recorrido un largo camino en cuatro cortos años. Lo ha hecho siguiendo esencialmente el mismo modelo que generó la reputación de la relojería estadounidense que busca restaurar. A mediados del siglo XIX, empresas estadounidenses como Waltham Watch Co. complementaron la técnica de los maestros suizos con equipos de producción que hacían los relojes más baratos y fáciles de fabricar sin comprometer el oficio, explica el Sr. Weiss. La industria decayó con la llegada de movimientos de cuarzo, pero los suizos lograron mantener sus tradiciones mecánicas, con el éxito continuo de marcas como Rolex impulsado en gran medida por entusiastas que aprecian la ingeniería que entra en relojes ensamblados a mano con cientos de piezas. Al aprovechar una estrategia similar a la de Waltham —la fusión de artesanía del viejo mundo con tecnología y técnica de fabricación moderna— Weiss Watch Co. busca atraer una clientela similar, aunque con una apreciación particular por una etiqueta «hecho en América».

Así lo dice el relojero. En cuanto al maquinista, el Sr. Hughson no podría ser más feliz haciendo un trabajo que regularmente desafía enfoques convencionales para mecanizar piezas. Y la novedad no es su única fuente de motivación estos días. «En gran parte de la fabricación de alta gama, es casi como si tuvieras una doble vida oculta porque no puedes presumir de ello», 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 bello por su propio bien».