Herramientas avanzadas y automatización impulsan el lanzamiento de nuevos pozos de ventana compuestos

Los pozos de ventana metálicos convencionales instalados como revestimientos alrededor de ventanas de sótano se oxidan con el tiempo, lo que puede comprometer la resistencia del pozo e incluso colapsar bajo la presión del relleno posterior —suelo rellenado para reemplazar el excavado para instalar la ventana. RockWell Window Wells (Springville, Utah, EE. UU.) ofrece desde hace años una gama de productos de pozos de ventana de plástico reforzado con fibra (FRP) y productos relacionados con menor peso y mayor calidad, vida útil, resistencia a temperatura e impacto que las ofertas metálicas típicas. Para su nueva línea de productos Denali, RockWell se propuso ofrecer una opción compuesta de menor coste y más estéticamente agradable que la disponible anteriormente en el mercado, según Vaughn Cook, presidente de RockWell. «Queríamos construir una pieza de alta calidad que compita con un pozo de ventana de acero pero que tenga mejores propiedades, como resistencia al impacto y ligereza», dice.

La línea original de pozos de ventana FRP de RockWell se fabrica mediante moldeo por transferencia de resina asistido por vacío (VARTM), y es, dice Cook, «un producto de gama muy alta e impresionante, con una textura de piedra moldeada detallada que se ve y siente como piedra real». Hace unos dos años, Cook y su equipo decidieron desarrollar una nueva línea de pozos de ventana de termoplástico reforzado con estera de vidrio (GMT) para alcanzar un punto de precio más bajo en el mercado. «No podíamos usar un proceso de fabricación tan artesanal [para los pozos Denali] —el proceso debía ser mucho más rápido y mucho menor en coste para producirlo. Ahí fue cuando contactamos a Commercial Tool», dice Cook.

RockWell y Commercial Tool Group (CTG, Grand Rapids, Michigan, EE. UU.) se conectaron en una feria Amerimold en Novi, Michigan. Cook buscaba un fabricante de moldes con fresadoras CNC grandes para moldes de compresión masivos y que estuviera familiarizado con tecnología de compuestos —y, señala Cook, uno que pudiera aportar un nivel adicional de automatización al proceso.

CTG resultó ser una combinación perfecta, como empresa con múltiples divisiones que incluyen Commercial Tool & Die (CTD) especializada en mecanizado CNC a gran escala para fabricación de moldes, y CG Automation & Fixture (CGAF) que diseña y fabrica una variedad de equipos y fijaciones de línea descendente, así como sistemas avanzados de manipulación de materiales y articulación robótica.

Tras una serie de revisiones CAD y prototipos de trabajo, Commercial Tool Group fabricó dos grandes moldes de producción de 50.000 libras de aluminio. RockWell usa Solidworks para trabajo de diseño de ingeniería, mientras que Commercial Tool Group usa la suite CAD/CAM/CAE de Siemens NX, fácilmente interconectada.

Las secciones del molde comienzan como grandes lingotes de aluminio y el mecanizado se realiza en una fresadora portal Zimmermann en la planta de CTG. Según Scott Chase, gerente de ingeniería y ventas de Commercial Tool & Die, el molde terminado típico mide 66 pulgadas de ancho × 109 pulgadas de largo × 60 pulgadas de alto. Los moldes usan una cámara de imagen térmica en proceso para monitorizar la variación de temperatura. Además de cumplir requisitos estructurales y de tamaño, Cook añade: «Scott y su equipo también pudieron ayudarnos a idear un diseño que haga una ventana más estéticamente agradable pero que aún tenga los miembros estructurales para dar a los pozos la resistencia que necesitamos. CTG puso una textura granulada en la superficie del molde para ayudar a decorar la pieza». Un sistema de articulación robótica para carga y descarga también fue diseñado y proporcionado por CTG para trabajar en tándem con los moldes durante la producción.

CTG también produjo tres moldes de validación durante el proceso de desarrollo en este proyecto. Los moldes fueron diseñados usando software Siemens NX CAD/CAM/CAE y se encuentran entre los moldes de producción más grandes jamás fabricados por CTG, según Chase. El proyecto completo tomó poco más de un año, desde los contactos iniciales hasta la producción del primer molde para uso en RockWell.

El sistema CTG beneficia a RockWell de varias formas, ya que el sistema es más automatizado, permitiendo a la empresa producir mayores volúmenes de producto con mayor consistencia y trazabilidad. Además, es mucho más fácil para RockWell acceder a toda la información que necesita de una sola empresa en lugar de coordinar con tres o cuatro diferentes, señala Cook. Este flujo minimiza errores, lo que reduce el tiempo de entrega de producción y mantiene bajos los costes. Sin la colaboración entre RockWell y Commercial, Cook cree que habría retrasos en la planificación, costes más altos y menor calidad de mano de obra en los productos terminados producidos en su empresa.

CTG hizo ajustes a los programas de software y procesos in situ en la instalación de RockWell. «Estos productos habrían sido imposibles de fabricar sin los sistemas automatizados de Commercial, ya que los costes y riesgos de seguridad habrían sido demasiado altos, según nuestros cálculos», añade Cook.

«Aunque este fue el primer proyecto de RockWell con Commercial, ciertamente no será el último», concluye. «Fue una combinación perfecta para nuestro éxito con esta nueva línea Denali, que ya está ganando popularidad en el mercado». Los pozos de ventana de RockWell se venden a través de varios distribuidores mayoristas a contratistas y constructores.