Trayectorias de fresado dinámico impulsan el crecimiento de piezas personalizadas para fabricantes por contrato de soft-gel

Taller NC impulsa su negocio de piezas personalizadas con trayectorias de fresado dinámico

Al fabricar productos soft-gel de venta libre y recetados, la dosis que llena cada cápsula de gel debe ser precisa. Se deduce, entonces, que el sistema para dosificar la cantidad de formulación exige el mismo nivel de precisión exigente. Tal es el requisito en los principales fabricantes por contrato de productos soft-gel nutricionales y farmacéuticos. Para mantener sus bombas dosificadoras y equipos de producción precisos y confiables, recurren a Progressive Tool & Manufacturing Inc. (Greensboro, NC).

«Los fabricantes por contrato usan maquinaria personalizada que bombea el medicamento a tasas muy específicas», dijo Ryan Thompson, ingeniero de diseño en Progressive Tool. «Obviamente, la precisión y consistencia son importantes. Llevamos más de una década fabricando y reacondicionando piezas para bombas dosificadoras médicas».

Fundada por los hermanos Daniel y Richard Thompson, Progressive Tool ha estado fabricando piezas y calibres de máquinas especiales en el centro de Carolina del Norte desde 1984. Principalmente, la empresa fabrica piezas personalizadas —en tandas de cinco a diez piezas en promedio— en lugar de mecanizado de producción. Sus clientes van desde la industria médica hasta contratistas de defensa y empresas aeroespaciales que hacen pruebas de prototipos, y más. «Aproximadamente una o dos veces al año, hacemos tres o cuatrocientas de algo para un cliente», dijo Ryan. «Pero, somos principalmente un taller que hace las cosas que hacen, miden o ensamblan cosas».

Los empleados son fabricantes de herramientas calificados

Progressive Tool es diferente de los talleres mecánicos generales. Una cosa que lo distingue, según el fundador Richard «Dick» Thompson (padre de Ryan), es que todos los empleados de la empresa son fabricantes de herramientas calificados. «Incluso si son aprendices», dijo Dick, «son aprendices de fabricantes de herramientas. Todos pueden llevar una pieza desde el dibujo hasta la manufactura».

Según Dick, los fabricantes de herramientas lo hacen todo —desde preparar el material y escuadrar las piezas hasta operar las máquinas CNC, hacer los programas, hacer sus propias puestas a punto y hacer sus propios fijadores. «No tenemos solo operadores de máquina o cargadores de piezas», agregó.

La empresa apoya su formación de aprendizaje en fabricación de herramientas y troqueles, algo que ha hecho durante 30 años. Todos los empleados del taller han terminado un aprendizaje de cuatro años o están sirviendo en uno ahora.

Para fabricar piezas especiales, la empresa usa máquinas de fresado CNC de cuatro ejes, tornos CNC multiejes, y EDM de hundido e hilo CNC en conjunto con un potente software CAD/CAM que permite a los fabricantes de herramientas generar programas de máquina que pueden lograr tolerancias extremadamente ajustadas.

«Usamos Mastercam [desarrollado por CNC Software Inc., Tolland, CT] para controlar todas nuestras máquinas CNC», dijo Dick. Llamándolo «un eslabón esencial», señaló que los fabricantes de herramientas de su empresa no hacen ninguna programación en la máquina herramienta. «Hacemos todo a través del software».

La empresa mantiene una reputación como uno de los talleres de mayor calidad en la zona para piezas personalizadas. Esa reputación se gana, dijo Dick, al no comprometer la precisión. La mayoría de los trabajos involucran piezas con tolerancias muy ajustadas, dijo. Citando un trabajo médico como ejemplo, Dick describió el proceso que Progressive Tool usó en una bomba dosificadora: «Rectificamos las válvulas deslizantes planas y paralelas a 0,0002″ [0,005 mm] sobre una pieza de acero inoxidable endurecido de 0,500″ × 2″ × 10″ [12,7 × 50,8 × 254 mm] para lograr un acabado de 6 µin. [0,1524 µm]».

«Normalmente empezamos con un modelo sólido. Lo llevamos a Mastercam, creamos trayectorias de herramienta, y usamos la geometría de diseño original del modelo para ejecutar nuestras trayectorias», dijo Dick. Aunque algunos clientes usan alambre y datos de diseño de dibujos 2D, Progressive Tool prefiere usar modelos sólidos.

Actualización a fresado dinámico

Progressive Tool ha estado usando Mastercam durante unos 20 años. Al mismo tiempo que la empresa compró un torno con subhusillo, ejes C e Y, y herramientas vivas, actualizó a Mastercam 2017. Con esa actualización vinieron nuevas capacidades de trayectoria de herramienta que impresionaron a los fabricantes de herramientas.

El fresado dinámico (o tecnología Dynamic Motion) usa algoritmos propietarios programados en el software para detectar automáticamente cambios en el material mientras la herramienta corta a través. La herramienta permanece comprometida con el material, minimizando cortes de aire y permitiendo que las máquinas se lleven a plena capacidad. Thompson recordó lo cautelosos que eran sus chicos. «Nuestros fabricantes de herramientas habían visto demostraciones sobre fresado dinámico y eran escépticos», dijo Dick. Pero cuando regresaron de la capacitación proporcionada por Barefoot CNC (Morganton, NC), un distribuidor de Mastercam, nunca miraron atrás.

Al mismo tiempo, Dick señaló que el fresado dinámico no se adapta a cada pieza y cada trabajo. Sin embargo, con la aplicación correcta y las herramientas de corte adecuadas, el fresado dinámico «no solo funciona, es asombroso», dijo. Una pieza que la empresa fabricó en acero inoxidable 304 que solía tomar aproximadamente una hora para desbastar y acabar ahora toma 18 minutos. «Es tres o cuatro veces más rápido que nuestra forma antigua de hacerlo», dijo.

Otro trabajo —corte de plástico— está corriendo a 200 ipm (5 m/min), girando a 6000 rpm. Y reportó que, al cortar aluminio y acero, el taller puede correr a velocidades que rozan 50 ipm (1,2 m/min), dependiendo de la profundidad de corte. «Típicamente, intentan ir entre profundidad de diámetro completo a 1,5 veces el diámetro. Si es un corte de ¾″ [19,05 mm], estamos cómodos yendo desde ¾″ a 1¼″ de profundidad», anotó Ryan.

Últimamente, los fabricantes de herramientas han estado empujando algunas de las máquinas. «Todos la están presionando un poco para ver cuánto más rápido podemos ir», dijo Ryan.

Incluso a velocidades aumentadas, describió la nueva capacidad del taller para desbastar y acabar una pieza con la misma herramienta como «la diferencia entre la noche y el día». En lugar de tomar cortes de profundidad con fresas de extremo, donde solo quita ese fondo de 0,050″ a 0,0100″ [1,27 a 0,254 mm], dijo: «Estamos tomando cortes de profundidad completa y pasadas incrementales a velocidades increíbles. Además de correr a velocidades más altas, en realidad estamos extendiendo la vida de la herramienta. Y eso nos está ahorrando un paquete».

Asumiendo más trabajos

El software, junto con nuevos equipos de producción, está allanando el camino para que la empresa asuma más trabajos y expanda su negocio. «Incluso cuando hacemos 10 y 20 piezas, el ahorro de tiempo es sustancial», dijo Ryan. Ryan señaló que, debido a los avances y velocidades posibles, Progressive Tool necesitará actualizar algunos equipos más antiguos. «Las máquinas de los 80 ya no pueden seguir el ritmo», dijo.

El Thompson más joven continuó enumerando otros desarrollamientos resultantes de la actualización de software de 2017. El torno de la empresa con subhusillo y herramientas vivas multiejes ha abierto muchas nuevas posibilidades de negocio.

«Con el fresado-torneado, tenemos piezas con una docena de puestas a punto que ahora podemos hacer en una sola puesta. No solo estamos ahorrando tiempo, sino que ahora podemos aceptar más —y diferentes— trabajos».

La actualización de software proporcionó a Progressive Tool la función Verify de Mastercam, verificación de corte de modelo sólido / simulación de máquina. Dick lo llamó «un gran ahorro de tiempo» en cada trayectoria de herramienta que la empresa ejecuta. «Puedo pensar en algunos proyectos donde, mientras trabajábamos en ello usando Verify, pudimos decir, '¡No, espera! No podemos hacerlo así. Tenemos que rodear y golpear desde el reverso, y somos capaces de recrear nuevas trayectorias de herramienta eficientemente'».

Hoy, respaldada por la confianza en su combinación de nuevos equipos y nuevo software, Progressive Tool está asumiendo proyectos con geometrías complejas y tolerancias ajustadas, expandiendo su trabajo especializado de larga data —piezas personalizadas.

El beneficio de ahorro de tiempo del fresado dinámico solo, dijo Ryan, ha puesto a Progressive Tool en una mejor posición para conseguir más trabajos. «Ya sea médico, defensa, automotriz o nuclear, nuestros clientes confían en nosotros para cotizar con precisión y justicia. El software incluso nos ha ayudado con eso».

Según ambos Thompsons, la actualización a Mastercam 2017 ayudó a reducir tiempos de entrega, tiempos de producción y extender la vida de la herramienta, ayudando a Progressive Tool a cumplir sus objetivos de negocio mientras mantiene su reputación en piezas personalizadas.