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PARTE I

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INDICE TEMATICO

1 Tendencias en tecnologa lser 3

2 Fabricar roscas por laminado tiene sus ventajas 9

3 Nueva arquitectura para el cambio rpido de matrices de estampado 14

4 La importancia de la lubricacin en el estampado 16

5 Corte por chorro de agua abrasivo 19

6 Los lseres asumen el reto de la elaboracin de orificios 24

7 Tecnologa en Prensas 27

8 Herramental para punzonadoras de torreta 29

9 Proteccin hidrulica contra sobrecargas 32

10 Electroerosionado de hilo 41

11 La electroerosin de hilo se vuelve horizontal 45

12 El rayo lser inclinable ofrece nuevas oportunidades 47

13 Aspectos analticos y tecnolgicos del proceso de punzonado de la chapa 52

14 Teora del punzonado 72

15 Plegado de chapa con un punzn y una matriz 85

16 Desarrollo y optimizacin de laminacin en fro 94

17 El corte de chapa mediante oxicorte 99

18 Corte de chapa por lser 119

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1 - Tendencias en tecnologa lser Una de las empresas reconocidas en el rubro, especialista en fuentes lser y sistemas basados en lser para aplicaciones en el procesamiento de materiales para corte, soldadura, marcacin y tratamiento superficial, present al mercado varias novedades. "Pensamos el lser", lema de la organizacin Rofin-Sinar Technologies, muestra no slo su dedicacin por la bsqueda de soluciones o sistemas basados en lser, sino tambin su capacidad de innovacin tecnolgica. Sus ingenieros estn dedicados a buscar la excelencia en lser y tienen el compromiso de mantenerse a la vanguardia en la tecnologa de procesamiento de materiales.

Cuenta en el mundo con 150 fsicos, ingenieros y tcnicos experimentados que trabajan diariamente en el mejoramiento de las caractersticas de los productos existentes y desarrollan nuevas fuentes lser o soluciones basados en sistemas lser para sus clientes.

Gran parte de los adelantos logrados por Rofin se basan en tres tecnologas clave:- Lser CO2 SLAB, para aplicaciones de corte y soldadura. Son lseres CO2 compactos, con una excelente calidad de rayo y requerimientos de mantenimiento drsticamente reducidos. Con patente exclusiva de Rofin para potencias mayores de 500 W.- Lser de estado slido activado por diodos (DPSSL) para marcado, corte y soldadura. Con una mayor eficiencia y mejor calidad de rayo comparado con sistemas accionados por lmparas, y menor servicio requerido.- Lser de diodos de alta potencia (HPDL) para endurecimiento, soldadura, uniones o como componente. Los diodos lser, los ms compactos de los lser industriales con alta eficiencia, estn prcticamente libres de mantenimiento. Rofin posee sus propias lneas de manufactura y es especialista en lser con mayores potencias.

Con base en estas tecnologas ya probadas en la industria, y en otras tradicionales como el lser de CO2 de flujo axial o los lser Nd:YAG accionados por lmparas para marcacin y microsoldadura, Rofin ha tenido la capacidad de desarrollar nuevos conceptos de equipo y aplicaciones que le han permitido penetrar en nuevos mercados. Varios de estos adelantos se han dado a conocer recientemente.

Remote Welding System (RWS)

Basado en el mismo principio que los equipos de marcacin, el RWS ha sido una idea que ha atrado a los industriales desde hace varios aos. Se trata de un desarrollo de la divisin Macro, de Rofin, en el que el punto focalde un haz lser de alta potencia es enfocado en un plano por medio de un espejo que puede rotar en dos ejes.

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Debido a la larga distancia focal de 1.600 mm, pequeas desviaciones en el espejo provocan largos recorridos en el plano de trabajo y, con ello, un posicionamiento extremadamente rpido del punto focal a las diferentes posiciones de soldadura.

El sistema completo cuenta, adems, con un eje lineal en el que se monta un lente de enfoque. El viaje de este lente, de 50 metros por minuto, permite posicionar el punto focal en el espacio, pasando del trabajo en un plano, a un volumen de trabajo en tres dimensiones. Este principio ha revolucionado la soldadura multipuntos para la industria de placa metlica y especialmente la de estampados y ensamble en la industria automotriz. Sus principales beneficios son la rpida automatizacin, los ciclos de produccin ms cortos, los ahorros en espacio de piso e integracin a las lneas de produccin y una mayor libertad para disear debido a la mayor flexibilidad en las geometras.

Estudios realizados en plantas ensambladoras revelan reducciones del tiempo de produccin -hasta diez veces- en relacin con la tradicional soldadura de puntos, adems de superar el desempeo de la soldadura lser de fibra ptica asistida con robot. Puede decirse que, en muchos aspectos, el RWS es el paso siguiente al robot en la automatizacin de procesos.

El rea mxima de trabajo es de 2400 mm3 x 1500 mm3 x 600 mm3. Se utiliza un lser de 3,5 kW o 4,5 kW del tipo DC Slab debido a su alta calidad de rayo, que le permite un mejor enfoque a mayores distancias. Los ms recientes adelantos en tecnologa Slab de Rofin han dado la posibilidad de aumentar la potencia a 5 y 6 kW, para permitir mayores velocidades de trabajo.

La industria automotriz ha seguido muy de cerca el desarrollo de esta tecnologa y en la actualidad ya se utiliza para la fabricacin de postes, puertas, techos, cofres, etc. Es de esperar que dentro de diez aos puedan verse lneas enteras de soldadura remota e, incluso, no se descarta la idea de tener un auto completamente soldado con lser.

Potentes fuentes lser para trabajos de soldadura (DC060W)

En la pasada exposicin EMO 2003, Rofin present su ms reciente adelanto en la familia de lser de enfriamiento por difusin, mejor conocido como Slab, con potencias de 6 kW, principalmente orientado a trabajos de soldadura.

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El lser Slab fue presentado a la industria en la exposicin Lser de Munich, en 1993, cuando las potencias disponibles alcanzaron el rango del kilovatio. A partir de su produccin, el incremento en potencias ha sido constante y durante los ltimos dos aos el salto fue sustancial al alcanzar los 6 kW.

El DC 060 W resulta ideal para aplicaciones que requieran una profundidad considerable de soldadura o que involucren una gran distancia focal (como la soldadura remota a gran escala). Gracias a su excelente calidad de rayo con K > 0.9 (M2 < 1.1) es posible obtener cordones extremadamente delgados con mnima distorsin trmica, necesarios, por ejemplo, en la fabricacin de engranes, transmisiones y componentes del tren motor. La mayor calidad de rayo genera una mayor concentracin de energa, que puede convertirse en mayores velocidades de proceso.

Para aplicaciones en las que no sean necesarias las propiedades del modo gaussiano, sino que se requiera un cordn ms ancho, los nuevos lser Slab permiten tambin la modalidad de Dona (Donut-mode, TEM01). Este lser se equipa con una ptica especial que incrementa el dimetro focal del haz a cierta distancia de foco en un factor de dos. El resultado es un proceso de soldadura extremadamente confiable, an en piezas con grandes tolerancias. A pesar de su potencia de salida, los lser Slab de alta potencia requieren el mismo espacio de instalacin que sus predecesores de menos kilovatios, por lo cual se convierte en el equipo ms compacto en el rango de potencias de 4 a 6 kW en comparacin con tecnologas como las de recirculacin axial (fast axial flow) o transversal (traverse flow).

El lser Slab, reconocido por su capacidad de generar un rayo de alta calidad sin necesidad de circulacin de gas, da como resultado un bajo consumo de CO2 y es, prcticamente, libre de mantenimiento, adems de ofrecer una operacin sencilla y fcil de integrar.

Las principales aplicaciones se orientan a los sistemas de soldadura remota de gran escala para la industria automotriz, soldadura de componentes de aluminio y soldadura de tubera y perfiles, entre otras.

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Lser de estado slido accionado por diodos (DPSSL)

Rofin ha desempeado un papel determinante en el desarrollo de los lser Nd:YAG accionado por diodos desde su lanzamiento en 1999, cuando las potencias iniciaron en 1600 W, dejando en el pasado la tecnologa de lmparas, cuyas eficiencias son apenas de 3%. Actualmente, la serie DY maneja un rango que va desde 500 W hasta 6.000 W. En CO2, Rofin ha desarrollado un DPSSL capaz de entregar calidades de rayo de 12 mm x mrad, que posibilita un incremento en la velocidad del proceso, con una vida esperada de los diodos mayor a las 10.000 horas de rayo encendido y una eficiencia de 10%. Durante la exposicin Lser 2003 fue presentado al mercado el DPSSL de disco en el modelo Rofin DS 015 HQ, un lser de disco accionado por diodos con una potencia de salida de 1.500 W.

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El lser de disco de estado slido utiliza un cristal Yb:YAG accionado por diodos con una eficiencia elctrica de aproximadamente 20% y calidad de rayo mejorada. El lser DS-HQ de 1.500 W puede acoplarse a fibras pticas de tan slo 150 m, mientras que la versin de mayor potencia, con salida de 3.000 W, se usa en combinacin con fibras de 300 m.

Hoy, este concepto hace posible obtener potencias de 750 W con calidad de rayo de 7 mm x mrad o 1.500 W con 12 mm x mrad a partir de un solo disco. Cuando se acoplan dos discos, la potencia de salida se puede duplicar sin prdida en la calidad de rayo.

"Con el lser de disco estamos a la cabeza de un promisorio futuro en la tecnologa del lser de estado slido -afirma Volker Auerbach, responsable de la divisin Macro, de Rofin-. Este lser es un excelente suplemento de nuestra familia de lseres de barra accionados por diodos y muestran un promisorio potencial hacia nuevos desarrollos".

Las reas primarias de aplicacin de esos lseres incluyen la soldadura de alta velocidad de materiales delgados, soldadura con ptica de escner, as como cortes de contornos ultrafinos.

En combinacin con el lser de disco, la divisin Macro ha desarrollado el Sistema de Soldadura por Escner (Scanner Welding System, SWS). Se trata de un sistema de soldadura basado en un robot, que aade las caractersticas del principio de haz dinmico con escner de deflexin. El sistema fue desarrollado en colaboracin con el Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology, en Dresden, Alemania. El controlador de tiempo real integrado permite la generacin de contornos complejos durante los movimientos simples del robot. Entonces, los movimientos del robot se reducen al mnimo y los tiempos de ciclo son dramticamente recortados.

Marcacin de componentes a otro nivel

Aun cuando los principios fsicos son los mismos, la tecnologa de marcacin con lser se mueve en lnea completamente independiente. Aqu las tecnologas de lmparas y diodos se han combinado en un espectro de aplicaciones ms variado en materiales y caractersticas de marcado. Con la reciente introduccin del Powerline 20E, Rofin no slo ha expandido su gama de equipos de accionamiento axial por diodos sino que tambin ha abierto nuevos campos de aplicacin y hasta desplazado a otros equipos que haban establecido sus propios nichos de aplicacin con potencias de 50 W, 100 W y 150 W.

El lser compacto con potencia nominal de 20 W, accionado axialmente, se caracteriza por su alta calidad de rayo y su corta duracin de pulso. El alto pico de potencia de este lser reduce notablemente los tiempos de marcado.

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Con tan slo 500 mm de longitud y 220 mm de altura, este lser libre de mantenimiento se integra muy fcilmente a instalaciones existentes. Dependiendo de los requerimientos, es posible suministrar gabinetes individuales o para rack de 19", diseados de acuerdo con los estndares industriales de clientes OEM.

Adicionalmente a la versin estndar de 1.064 nm, existe otra versin de 532 nm de frecuencia doble disponible. Opcionalmente, es posible instalar un sistema de cabeza dual para reas de marcacin ms grandes. En aplicaciones con mayor relacin de pulsos, se pueden lograr frecuencias de hasta 200 Khz.

La alta potencia del lser -el doble que su hermano menor (Powerline 10E)-, abre nuevas reas de aplicacin. El Powerline 20E es el instrumento perfecto para el marcado de tarjetas de plstico, componentes semiconductores, as como grabado profundo en metales y codificacin de componentes.

La alta calidad de rayo (TEM00) permite el grabado profundo de estructuras finas. La ptima duracin de pulso, en combinacin con su alta frecuencia, logra la evaporacin casi completa del material, reduciendo las rebabas y superficies quemadas.

Debido a sus excelentes propiedades pticas, este lser puede ser usado en operaciones de micromecanizado (micromachining).

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2 - Fabricar roscas por laminado tiene sus ventajas Con las macros y los ciclos internos grabados en el CNC de la mayora de los centros de torneado actuales, el torneado de un solo punto de roscas externas puede parecer la decisin del proceso por defecto. Sin embargo, para numerosas aplicaciones, el laminado de roscas externas tiene ventajas inherentes que lo convierten en un sistema alternativo para la fabricacin de roscas. El mecanizado de roscas externas se realiza, fundamentalmente, con el uso del torneado --mediante herramientas de un solo punto y herramientas de forma, y de rectificado-- utilizando ruedas de un solo contacto o de forma. Estos dos procesos de corte de metal se usan para remover material y crear la geometra de rosca deseada.

Otro proceso disponible en los talleres es el laminado de roscas, que no es un proceso de corte de metal. En este proceso no se remueve metal para crear el perfil deseado, sino que se forma la rosca como una imagen a espejo de un rodillo de laminacin.

Como nunca antes, los fabricantes metalmecnicos estn bajo la presin de la competencia. Ya no es suficiente fabricar las piezas "como siempre lo hemos hecho". Cada vez ms, encontrar la mejor tcnica de proceso para una aplicacin especfica puede significar la diferencia entre ganar o perder dinero. Los mrgenes son muy ajustados.

Para ilustrar una alternativa de corte y rectificado de roscas, este artculo presenta las ventajas y desventajas del laminado de roscas en centros CNC de torneado. Se analizan especificaciones de la aplicacin y varios tipos de laminado de roscas, con informacin tcnica de la empresa LMT-Fette (Cleveland, Ohio, E.U.).

Formado de roscas sin arranque de viruta

Como norma general, los materiales apropiados para laminar son difciles de cortar y viceversa. El laminado de roscas se basa en la plasticidad del material base ?en su habilidad para deformarse? para tomar la forma permanente de los rodillos en el blanco de la pieza de trabajo. Una buena plasticidad del material cortado, generalmente da como resultado una formacin pastosa de virutas y el agarrotamiento del borde de la herramienta. El hierro fundido, por ejemplo, no tiene las caractersticas de flujo apropiadas, por lo cual no es un buen candidato para el laminado de roscas.

Como el material del blanco es deformado plsticamente, por la presin en el proceso de laminado, debe tener una elongacin mnima de 5 por ciento y una resistencia mxima a la presin de 246.000 psi.

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Segn LMT-Fette, como la presin de los rodillos deforma plsticamente el material, este debe tener un factor de elongacin mnimo de 5% y una resistencia a la tensin mxima de 246.000 psi. Estos valores pueden variar con los tipos de material y con el tamao de los dimetros mayor y secundario.

En la operacin de laminado de roscas, un cabezal portante de los rodillos es presentado axial, tangencial o radialmente a la pieza de trabajo. Aunque cada tipo de cabezal de rodillos opera con el mismo principio bsico, diferentes aplicaciones de rosca requieren diferentes aproximaciones al blanco de la pieza de trabajo. Los detalles de los tres tipos de laminado de roscas son analizados ms adelante en este artculo.

El laminado de roscas constituye un proceso de conformado. El material es reorganizado para crear la forma deseada. Como resultado, el blanco de la pieza de trabajo crece despus de la operacin de laminado, como se ve en la ilustracin.

Asumiendo que el material de la pieza cumple con los requisitos de resistencia y flujo para el laminado, el proceso ofrece varias ventajas sobre el corte de roscas. Comparado con otros mtodos de produccin, el laminado de roscas proporciona propiedades fsicas mejoradas. El trabajo en fro que tiene lugar en el proceso de laminado de roscas produce un incremento en la resistencia a la tensin y un terminado superficial mejor que el obtenido en operaciones de corte.

Como en la mayora de las operaciones de trabajo en fro, la matriz del blanco de la pieza de trabajo inicialmente es comprimida por la fuerza del dado, haciendo que fluya plsticamente y tome la forma de este. El laminado de roscas opera bsicamente de la misma manera. La forma del rodillo o rodillos del cabezal de laminado de roscas imparte la forma de la rosca al blanco de la pieza de trabajo.

La compresin del material generador produce una condicin de endurecimiento por deformacin al comprimir la matriz del metal, lo cual crea resistencia a la fatiga en la rosca. Esta condicin endurecida es parte del proceso, y cualquier tratamiento trmico posterior de la rosca laminada tendr un efecto de recocido. El roscado por laminacin debe ser realizado despus del tratamiento trmico. El torneado y rectificado, por otra parte, en estado verde o endurecido, corta la matriz de metal para crear la forma deseada y deja la estructura de grano del metal virtualmente intacta.

Esta ilustracin muestra la diferencia en el flujo de granos de una rosca laminada (izquierda) y de una rosca cortada (derecha). La resistencia a la tensin adicional y el mejor acabado superficial son dos productos inherentes al proceso de laminado de roscas.

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Laminabilidad del material

El laminado exitoso de roscas depende de los diferentes parmetros de aplicacin. Entre ellos estn el tipo de rosca que debe ser laminado, su dimetro mayor, el paso y la profundidad de la rosca. Consideraciones adicionales del laminado de roscas involucran la ductilidad y las propiedades de flujo en fro del material del blanco.

Cuando una rosca es laminada, la forma de la rosca se imparte al blanco de la pieza de trabajo moviendo el material generador. Un parmetro clave de este movimiento es la profundidad o raz de la rosca. Cuando el rodillo desplaza el material que se convertir en la rosca, este fluye de la raz en direcciones radial y axial.

La posicin de los rodillos mantiene el paso diametral de la rosca en un tamao predeterminado, de tal manera que el material desplazado efectivamente alarga el blanco de la pieza. Segn el tamao y forma de la rosca laminada, se pueden obtener ahorros de material entre 15% y 20% al utilizar laminado en lugar de torneado o corte. En lotes grandes, esto puede significar una cantidad considerable de material.

A causa de la estrecha relacin entre el dimetro exterior de la rosca y el blanco de la pieza, es crucial que los dimetros del blanco sean altamente precisos. La tasa de flujo del material se calcula con base en el dimetro especificado del blanco y su variacin. Cualquier valor por encima o por debajo de este dimetro producir roscas inaceptables.

El material de menor tamao no fluir totalmente en los dados del rodillo y producir roscas de menor tamao. La mayora de las roscas es producida de acuerdo con los estndares unificados de 60 y similares, fciles de laminar. La mayora de los rodillos utilizados para producir estas formas tienen crestas relativamente agudas, por lo general con un radio de borde para ayudar al dado a penetrar el material. Los ngulos de estas roscas, 30 en cada flanco, proporcionan la fuerza para hacer que el material fluya radial y axialmente, de una manera controlada y predecible.

El laminado de roscas puede ser aplicado para crear una gran variedad de formas en blancos de las piezas de trabajo.

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Las roscas Acme y las trapeciales (worm) pueden ser laminadas, pero la cantidad, relativamente grande, de material que debe ser desplazado y la distancia que debe moverse, puede producir descascaramiento de los flancos. La laminabilidad de estos tipos de rosca se mejora al cambiar la configuracin de raz de la rosca, de plana a curvada. El laminado de roscas tambin puede ser aplicado a operaciones de bruido, moleteado y, algunas veces, al emboquillado.

Laminado de roscas axiales

Segn el tipo de mquina y de la rosca que deba ser fabricada, los talleres tienen varias configuraciones de laminado, de las cuales pueden escoger. Para crear una pieza, un laminador de rosca axial se mueve desde el extremo del centro de torneado del lado del contrapunto en la direccin de la lnea central del blanco de la pieza de trabajo. Los rangos de trabajo ms comunes para roscas axiales estn entre 0,06" y 9" de dimetro.

Por lo general, el cabezal axial se monta en uno de los bolsillos de herramientas de la torreta del centro de torneado. En una pasada, tres (o hasta seis) rodillos son alimentados en el blanco y activados por la rotacin del blanco de pieza de trabajo.

De izquierda a derecha, estas figuras muestran los principios funcionales de los rodillos de roscar axiales, tangenciales y radiales.

El arreglo de los rodillos en un cabezal axial permite que el blanco pase al travs, para que las roscas ms largas que el ancho del rodillo puedan ser laminadas. Al principio de estos cabezales, unas pocas roscas son progresivas, como un macho o una brocha, y requieren un chafln en el blanco de la pieza de trabajo. Pueden usarse progresiones ms cortas para trabajar hombros u otros rasgos de pieza, pero la vida del rodillo puede ser afectada por los esfuerzos adicionales.

Laminado de roscas tangenciales

Como su nombre lo indica, el cabezal de rodillo tangencial genera las roscas acercndose al blanco de la pieza de trabajo por el lado. Algunas veces es llamado cabezal de rodillo lateral o cabezal de deslizamiento cruzado, y est diseado para laminar las roscas presionando a una tasa de avance controlada, con dos rodillos paralelos fijos en el componente rotativo. Es necesario proporcionar un avance mecnico o servoasistido para el laminado tangencial de roscas. No es posible operar estos rodillos manualmente.

Los rodillos hacen contacto tangencial cuadrado con el dimetro del blanco de la pieza de trabajo, forzando al material a fluir uniforme y plsticamente, tomando la forma de los dados del rodillo. Este proceso de conformado es muy rpido y produce un perfil de precisin, libre de rebabas.

En operacin, el rodillo tangencial produce una rosca completa en 15 a 30 revoluciones del blanco de la pieza. Una ventaja de este tipo de rodillo es que puede conformar roscas muy cerca (a un solo hilo o algunas veces a menos) del frente o de la espalda de un hombro o de otro rasgo de la pieza.

Los rodillos tangenciales slo laminan roscas del ancho de los rodillos. Los rangos de trabajo de los rodillos tangenciales Fette estn entre 0,61" y 1,59". Estos rodillos no son recomendados para roscas Acme y trapezoidales, porque la fuerza requerida supera los lmites de diseo de los soportes.

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Laminado de roscas radiales

Un tercer tipo de rodillo de roscar es el cabezal radial. Este utiliza dos o tres rodillos para formar una rosca en una sola rotacin del blanco de la pieza de trabajo.

Los rodillos en este tipo de cabezal de roscar son rectificados excntricamente. Empezando con un plano en cada rodillo, la forma de la rosca es progresiva. Una forma de rosca menos profunda empieza a un lado del plano y una de forma completa al otro lado.

Un cabezal radial de tres rodillos en reposo utiliza planos alineados para formar una apertura de holgura. Esto permite que el blanco de la pieza sea posicionado entre los rodillos y la parte terminada de la rosca, para poder salir sin hacer dao a las roscas. Los dos cabezales de rodillos utilizan el mismo principio.

Internamente, los rodillos se ponen en movimiento aflojando los resortes de tensin fijos a un embrague rotativo. Una vez liberados, la rotacin de la pieza de trabajo o de la unidad de rodillos contina el movimiento hacia delante de los rodillos excntricos, hasta que el torque del blanco de la pieza de trabajo lleva el resorte del embrague a su tensin inicial.

El rango de trabajo del cabezal radial de rodillos de roscar es de 1/16" a 2 1/2" de dimetro. Como en el cabezal tangencial, la longitud de la rosca no puede exceder el ancho de los rodillos de roscar.

Acerca de la flexibilidad

El mecanizado exacto y preciso de roscas es una capacidad clave para cualquier taller. Considerar el laminado de roscas como una herramienta potencial para la manufactura de piezas con roscas debe ser una estrategia de proceso del taller.

El laminado de roscas requiere hacer una inversin en herramental por los cabezales y rodillos, mucho mayor que la de los insertos para el roscado de un solo punto. Sin embargo, en aplicaciones que involucren materiales endurecidos, buenos terminados superficiales e integridad superficial, lo mismo que altos volmenes de produccin, la tecnologa de laminado de roscas puede ser ms efectiva en costos a largo plazo. Adems, como los cabezales pueden utilizarse en un centro de torneado CNC junto con los sistemas de roscado de un solo punto, el laminado de roscas puede ser aplicado flexiblemente de acuerdo con las necesidades de la aplicacin, convirtindose en la herramienta apropiada para el trabajo.

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3 - Nueva arquitectura para el cambio rpido de matrices de estampado Esta es una mirada a un nuevo sistema que hace ms productivas las lneas de prensa en el montaje de matrices de estampado. Los arquitectos que diseaban antes los edificios en los que se alojan las principales lneas de prensa no tuvieron en cuenta la necesidad de un cambio rpido de matrices (a menos que estos edificios hayan sido diseados y construidos en los ltimos aos). Para asegurarse, construan estructuras muy firmes (despus de todo, nadie querra que la estructura se cayera a raz de los golpes de las prensas) teniendo en cuenta que en las actividades de estampado las cargas pesadas (como los juegos de matrices) deban moverse con el puente gra, de tal manera que disearon estructuras con columnas robustas, brindando as la integridad estructural requerida.

Otra consideracin es que las prensas de estampado para partes de automviles ocupan mucho espacio (tienen superficies con dimensiones del orden de 120 a 180 pulg.) especialmente cuando hay varias en serie.

A menudo hay lneas paralelas. Algunas veces estas lneas no estn exactamente alineadas: una prensa en la lnea A no est directamente ubicada con la prensa de la B; existe un escalonamiento entre ellas.

Esta organizacin era satisfactoria cuando las operaciones de prensado tendan a ser fijas por un largo periodo y cuando la razn bsica por la cual una lnea se paraba por un tiempo considerable tena relacin con algn problema de las matrices, del suministro de materiales, de desalineamientos, etc. As eran las cosas. La gra poda atravesar a lo largo del techo y alcanzar los centros de las lneas de prensa, inclusive cuando haba dos lneas adyacentes. La gra no era capaz de manipular las cargas que estaban fuera de las reas de dos lneas de prensa, de manera que era un poco inestable (recordemos que este tipo de matrices pueden pesar de 50 a 60 toneladas), pero de todas maneras no era un problema frecuente.

Por supuesto que hoy en da la cuestin es poder hacer un cambio rpido. Con el estado actual de los negocios, es necesario parar una lnea temporalmente (y entre menos tiempo mejor) para realizar un cambio de matriz. Una de las maneras de hacer esto posible, es a travs del uso de carros para matrices. Estos carros motorizados, que generalmente se desplazan sobre rieles, son capaces de cargar los juegos de matrices sobre plataformas. Cuando una lnea de prensado en serie est lista para el cambio, el ciclo puede ser uno de manera que los carros de las matrices se ubiquen entre las prensas, y cuando una serie de troqueles se retira de la parte trasera del carro, la serie usada de troqueles de la cabeza de prensa puede ser metida dentro del carro, para retirarlo de la lnea (de tal manera que para una lnea de seis prensas se requieren siete carros, uno al final de la lnea que comienza desocupado y otro en la cabeza de la lnea que termina desocupado).

Uno de los lderes en la fabricacin de estos sistemas de carros para matrices es Atlas Technologies (Fenton, Michigan, E.U.) que ha suministrado sistemas de carros de matrices para estampadores del mundo entero. Mike Austin, Vicepresidente de Atlas, ha estado en tantas plantas de prensa como ninguna otra persona que usted pueda conocer (estima que hay alrededor de 2.000 series de lneas de prensa en el planeta; Atlas ha hecho sistemas de cambio en 125 de ellas). El afirma que "los edificios que alojan las prensas han sido construidos para los procesos y no para el cambio de matrices".

Qu hizo Austin al respecto? El primer problema fue el espacio, o la falta del mismo, para ser ms especficos. Hay que imaginarse dos lneas paralelas de prensa que son abastecidas por carros de matrices. Para hacer las cosas ms interesantes, imagnese que las lneas son paralelas, pero que las prensas individuales estn escalonadas de tal manera que es imposible tener una serie de rieles perpendiculares a las lneas de prensa, que permitan mover un solo carro hacia adelante y hacia atrs entre una serie de prensas en ambas lneas. Esto implicara la necesidad de dedicar un carro para cada lnea. Tanto los carros como las matrices que ellos deben manipular son grandes. De hecho miden 91,44 cm. ms que las matrices. Este espacio extra es requerido para acomodar el motor del carro. Lo que significa, por supuesto, que cuando hay matrices de gran tamao involucradas, los carros pueden congestionar rpidamente los pasillos entre las lneas paralelas.

Ahora, para complicar el asunto an ms, imagnese que hay un carro estacionado al lado derecho del rea entre dos prensas en una lnea en serie; el mecanismo automatizado que se localiza entre esas dos prensas deber ir a alguna parte permitiendo que el carro se mueva temporalmente en ese espacio para efectuar el cambio. Idealmente, el mecanismo automatizado puede ser movido hacia el lado izquierdo de las prensas, pero algunas veces, cuando

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trabaja con matrices de 120 pulgadas o ms, las columnas del edificio tienden a obstaculizar el camino, de manera que el cambio no puede hacerse de izquierda a derecha. Esta ha sido la razn por la cual Austin dice que "las plantas fueron diseadas para acomodar las prensas, pero no para facilitarles el cambio".

Austin afirma que "la mayora de los fabricantes se han dado cuenta que para ser competitivos se requiere el cambio rpido de matrices y el mecanismo automatizado". Pero tambin anota que dada una situacin como la descrita aqu, cuando aparecen problemas de espacio en los pasillos o en medio de las lneas de prensa y en los muros o en las columnas del edificio, los fabricantes pueden escoger entre una serie de troqueles y un lugar difcil.

La solucin es simple. O al menos parece ser simple en retrospectiva. En marzo del 95 Atlas tecnologies solicit una patente que ha sido denominada DAC (Die/Automation Cart).

Como su nombre lo indica, los DAC combinan los carros para cambio de matrices con el mecanismo automatizado entre las prensas. Esencialmente, la matriz relacionada con el rea de trabajo del carro es estndar. La diferencia primaria es que se le construye una estructura metlica en el carro. El mecanismo automatizado de entreprensa se le agrega al marco. Austin dice que "esta no es una solucin cuando un eventual usuario se considera atado a un slo distribuidor".

En un escenario en donde haya un DAC en uso hay una pieza adicional para tener en cuenta: los dispositivos de posicionamiento (racks). As como es fundamental un cambio rpido de matriz, tambin lo es su alistamiento. Los racks de matrices facilitan ese alistamiento (no obstante, hay que tener en cuenta que en muchos de los sistemas de carros para matrices, estos dispositivos son parte del equipo; aqu los racks pueden ser casi algo ms de lo que ya tiene a su disposicin). Durante el estampado, los carros no estn situados en las islas esperando un cambio, sino que se colocan entre las prensas. Cuando se va a producir un cambio de matrices, las series son transferidas desde las prensas hacia los carros como en un sistema convencional de cambio de matrices con carro (como est descrito en el cuadro); pero luego comienzan las diferencias. Los carros salen por entre las prensas cargando no slo las series de matrices, sino tambin el sistema de mecanismo automatizado de entreprensa. El sistema automtico no necesita ser indexado en ninguna parte, ya que se moviliza con el carro. Los carros salen por entre las prensas, desplazndose hacia los dispositivos de posicionamiento y se realiza el cambio. Luego regresa para descargar la matriz entre la prensa. Despus no es necesario hacer ningn servicio de reconexin y se regresa al negocio.

Los beneficios son muchos. Por ejemplo, hay varios aspectos en reduccin de costos. Es el caso de muchos usuarios que montan abrazaderas de sujecin en las prensas para el mecanismo automatizado; estos costos se eliminan. O en los casos en que la idea es mover el mecanismo automatizado fuera de la prensa (hay que asumir que el carro de la matriz viene por el costado interno) es necesario romper el piso de concreto para instalar rieles que permiten que el mecanismo pueda desplazarse. Este trabajo desaparece. Hay tambin ganancias de espacio. El pasillo central entre dos lneas de prensa, puede simplemente tener racks (y los racks se pueden colocar an si las prensas en dos lneas estn escalonadas, sin tener que reubicarlas: la ubicacin de los racks es ms fcil de efectuar). Los pasillos exteriores pueden tener racks, paneles elctricos, o accesos peatonales rectos.

Para aquellas personas que estn pensando adicionar un mecanismo automatizado a una lnea de prensa, el uso del DAC hace que el cambio de matriz sea un costo bajo extra. Para los que estn pensando en aadir carros de matrices a una lnea de prensa, los DAC les brindan la oportunidad de adicionar el mecanismo automatizado posteriormente. Y segn Austin, para aquellos que ya tienen el carro de matriz o el mecanismo automatizado existe la posibilidad de actualizar el DAC.

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4 - La importancia de la lubricacin en el estampado La inversin en una nueva tecnologa de lubricacin ha producido una amplia retribucin a Zierick Manufacturing Corporation (Mount Kisco, Nueva York). Al cambiar la tradicional tecnologa de almohadilla y goteo por un nuevo sistema de lubricacin, ha logrado un cubrimiento consistente del material, un mantenimiento y limpieza de piezas reducido y la disminucin del consumo de aceite en 60%. El cambio le ha reportado a la empresa un ahorro de US$ 19.000 al ao. Zierick se especializa en conectores de alta calidad, utilizados en tarjetas de circuitos impresos, telfonos celulares, electrodomsticos y aplicaciones automotrices. Para que el taller de prensas opere siempre con una mxima eficiencia y mantenga su reputacin de entregas rpidas, la bsqueda de nuevas maneras de mejorar la productividad es permanente.

La lubricacin, un elemento crtico en la vida de las matrices y en la tolerancia de las piezas

En el taller de produccin, una combinacin de 22 prensas Bruderer y Minster, de 25 a 60 toneladas, es utilizada para estampar conectores a velocidades de entre 400 y 1000 golpes por minuto. Los materiales de trabajo incluyen latn, bronce, cobre y acero inoxidable, en anchos que varan de 0,375 a 3.140 pulgadas y espesores entre 0,00355 y 0,064 pulgadas. El material debe mantenerse bien lubricado con el fin de conservar en buen estado las matrices utilizadas para la estampacin de conectores y para preservar las tolerancias crticas de las piezas. Hasta hace poco, el proceso de lubricacin era el mayor dolor de cabeza para el gerente de ingeniera Bill Searles y para el ingeniero de manufactura Ajay Sharma.

Igual que muchos estampadores, Zierick ha experimentado por aos con una gran variedad de mtodos de lubricacin, como los sistemas de goteo y de rodillos presurizados, y hasta cierto punto deba fabricar sus propios sistemas. Searles dice que, sin importar el mtodo utilizado, el problema siempre se reduce a una cosa: no hay manera de controlar con precisin la cantidad de aceite aplicado al material. "La dificultad con cada uno de estos sistemas era que el cubrimiento poda ser no uniforme, a parches o ambos. Para estar seguros de que la superficie del material estuviera lubricada, tenamos que mantenerla inundada, aunque esto significara utilizar ms aceite del que realmente se necesitaba".

Ajay Sharma es el responsable de las mejoras de proceso en toda la planta. Un artculo reciente sobre un nuevo sistema de lubricacin de material lo hizo ponerse en contacto con EFD Inc. (East Providence, Rhode Island) para obtener ms detalles.

Nueva estrategia para la lubricacin de material

El sistema de lubricacin MicroCoat de EFD fue desarrollado especficamente para la industria de estampacin de metal y est diseado para cubrir el material con una capa fina y uniforme de aceite. El aceite es aplicado con vlvulas spray de precisin que utilizan aire a bajo volumen y baja presin (LVLP, Low Volume Low Pressure) para proporcionar un cubrimiento uniforme y consistente sin excesos o goteos.

Las vlvulas spray compactas se aseguran dentro de la prensa entre la alimentacin de material y el herramental. La operacin de las vlvulas es regulada por un controlador neumtico, que le facilita al operador ajustar de una manera rpida y segura la cantidad correcta de lubricacin para cada trabajo, desde la parte externa de la prensa. Perillas individuales de control de flujo en el frente del controlador, permiten que la salida de cada vlvula sea ajustada independientemente y proporcione un control preciso de la cantidad de aceite aplicada.

A diferencia de los sistemas de almohadilla y de rodillos, que necesitan tiempo del aplicador para que se sature o se seque, el MicroCoat permite cambios instantneos del cubrimiento cuando se requiera compensacin por desgaste de la herramienta o por levantamiento del material. La cantidad ptima de lubricacin puede establecerse en unos

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pocos minutos y el cubrimiento permanecer constante para la corrida completa de la prensa. El aceite es suministrado a travs de un tanque translcido que le permite al operario monitorear visualmente el nivel de aceite.

El sistema MicroCoat, de EFD, utiliza aire a bajo volumen y baja presin (LVLP) para cubrir el material con una capa de aceite fina y homognea. Una lubricacin consistente, sin puntos secos ni goteos, ha ayudado a Zierick Manufacturing Corporation a disminuir el consumo de aceite en 60% y reducir el mantenimiento y el desgaste de las herramientas.

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El sistema tambin incluye guardas de seguridad integradas para evitar que la prensa opere sin lubricante. El controlador de vlvulas est cableado dentro del circuito de la prensa, de tal manera que la lubricacin empieza automticamente cuando la prensa es activada y se detiene cuando la prensa es apagada. Esta estrategia a prueba de fallas asegura una lubricacin consistente mientras la prensa trabaja y elimina goteos y charcos cuando la prensa se detiene en las horas de descanso o al final del da. Para una mayor proteccin, si la presin de lubricante disminuye de un valor preestablecido, el sistema se detendr automticamente antes que el herramental pueda sufrir daos.

Impresionados con el potencial de MicroCoat, Sharma y Searles decidieron ensayar por s mismos, dentro del programa de evaluacin sin costo de EFD. El consumo de aceite en la prensa del ensayo baj inmediatamente en 60% y despus de varios das de ensayos intensivos, la habilidad de MicroCoat para aplicar una cantidad consistente de aceite los convenci de que Zierick, por fin, haba encontrado la solucin a sus problemas de lubricacin. Sin embargo, antes de suscribir una orden de compra para equipar las otras prensas, Sharma contact a diferentes vendedores para ver si podan ofrecer resultados similares. Slo uno estaba en capacidad de proporcionar un sistema para su comparacin.

Los dos sistemas de lubricacin fueron instalados en prensas adyacentes y la prueba comenz en ambos lados. Inicialmente, se pretendi que la prueba durara dos semanas, pero las diferencias en cubrimiento, facilidad de alistamiento, operacin y consumo de aceite eran tan evidentes, que la prueba fue cancelada despus de unos pocos das y Sharma recibi la autorizacin para seguir adelante con la orden de 21 sistemas adicionales MicroCoat.

El consumo de aceite disminuy 60%

Zierick ha instalado hasta la fecha 19 sistemas MicroCoat. Aunque el objetivo inicial era obtener una lubricacin ms consistente con un mejor control, Searles y Sharma dicen que se han conseguido otros beneficios significativos en la medida en que el MicroCoat se ha integrado en la rutina diaria del taller de prensas.

reas de trabajo ms limpias y con menos mantenimiento. Los sistemas de almohadilla continuaban goteando si los operadores olvidaban desactivarlos cuando las prensas se detenan. Este problema ha sido eliminado y el personal de mantenimiento ya no tiene que fregar las almohadillas alrededor de las prensas.

Operacin ms fcil y segura. El sistema MicroCoat simplifica el alistamiento para diferentes trabajos y permite que todo est controlado desde el exterior de la prensa. Como el cubrimiento ahora es uniforme, los operadores de prensa ya no tienen que monitorear los aceitadores de material.

Ms piezas con menos desgaste de la herramienta. "La lubricacin con MicroCoat es tan consistente -dice Sharma-, que cuando probamos el primer sistema estbamos en capacidad de producir ms de 900.000 piezas con slo un galn de aceite. Cuando retiramos la herramienta y la revisamos en el microscopio, no haba desgaste visible".

Inspeccin visual ms fcil. Como parte de su sistema de aseguramiento de calidad, Zierick utiliza sistemas de inspeccin visual para chequear los conectores cuando salen de las prensas y son embobinados en los spools. Algunas piezas tienen tolerancias tan ajustadas que los operadores acostumbraban soplar cualquier exceso de aceite antes de poder inspeccionarlos. Con el MicroCoat, las piezas salen tan limpias que el equipo de inspeccin puede graduar el cero inmediatamente en las reas crticas.

Reduccin de 60% en los costos de aceite. Las almohadillas de goteo eran alimentadas con tanques recirculantes de 4 galones que deban ser llenados diariamente. En contraste, MicroCoat consume slo 1,5 galones en el mismo intervalo.

"Nuestro recubrimiento de aceite ahora es tan fino y homogneo que casi no se puede ver -concluye Searles-. Cuando estn completamente implementados todos los sistemas MicroCoat, esperamos obtener an mayores beneficios."

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5 - Corte por chorro de agua abrasivo Entre las modalidades del corte de metal, el chorro de agua abrasivo se presenta como una alternativa flexible y econmica. Los avances tecnolgicos y las mejoras en la automatizacin y en la vida de los componentes, han convertido a los sistemas de chorro de agua abrasivo AWJ (abrasive waterjets), en mquinas herramientas viables para el corte de metales.

Dependiendo de la aplicacin, los AWJ pueden proporcionar ahorros significativos en tiempo y costos, comparados con las tecnologas convencionales. Este artculo describe las diferentes aplicaciones de los AWJ para corte de metales, sus posibles beneficios sobre la mquina herramienta, y una visin general del hardware y de su operacin.

Una de las compaas pioneras de esta tecnologa ha sido La Flow International Corporation con sede en Kent, Washington en los Estados Unidos, que invent el chorro de agua abrasivo y lo introdujo como un sistema disponible comercialmente en 1984.

El corte por chorro de agua abrasivo consiste en un sistema de agua presurizada a 55.000 libras por pulgada cuadrada (psi), utilizando granate como abrasivo mezclado en el chorro de agua. El agua es forzada a travs de un orificio de precisin de aproximadamente 0.013 pulgadas de dimetro. Un abrasivo, usualmente granate, se le agrega al agua.

La mezcla agua/abrasivo, que viaja a una velocidad de ms de tres veces la velocidad del sonido, corta rpida y precisamente materiales duros con una precisin de +/- 0.005" y una repetibilidad de +/- 0.0025"

Aplicaciones

Los AWJ pueden cortar metales en rangos de espesor que varan desde lminas de calibre delgado, hasta aceros inoxidables, aluminios y materiales aerospaciales de 8 pulgadas. Por ser un proceso de corte en fro con esfuerzos mecnicos reducidos, no produce zonas afectadas por el calor, distorsiones, bordes endurecidos, escoria, congelado, ni quemado. Cuando se considera el AWJ para una aplicacin metlica deben ser tenidas en cuenta nicamente las caractersticas del material. Las mquinas herramientas como los lseres, el plasma, las sierras y las fresadoras, pueden ser limitadas por el tipo de espesor y los metales que pueden cortar. El material puede ser muy grueso, reflectivo, sensitivo a la formacin de zonas afectadas por el calor (HAZ, heat-affected zone) o puede presentar otros problemas como los esfuerzos mecnicos. El AWJ puede servir como un complemento o como el reemplazo de otras mquinas herramientas en aplicaciones de corte de metales cuando estas caractersticas estn presentes.

Las mquinas herramientas, al igual modo que los lseres, no son tan flexibles. Un lser de dos kilovatios, que puede desempearse muy bien cortando lminas de calibre delgado hasta de 0,5", no ser tan efectivo en espesores superiores a esa medida. Adicionalmente, metales como el bronce y el latn presentan problemas con el lser, por su naturaleza reflectiva.

Los lseres tambin pueden ser ineficientes para cortar materiales compuestos, debido a una posible fusin. Esto es especialmente cierto en materiales compuestos, cohesionados con epxicos o resinas. El calor generado por el lser puede fundir los epxicos o las resinas, delaminando en el material.

Para talleres que deseen tener la flexibilidad para cortar materiales como el vidrio, la piedra o el mrmol, el corte por chorro de agua abrasivo, es una buena opcin. Los lseres no pueden cortar estos materiales, debido a sus propiedades trmicas.

Un lser de dos kilovatios puede cortar metales no reflectivos de 0,250" o menos, mucho ms rpido que un sistema AWJ equipado con una cabeza de corte, lo mismo que el plasma, que puede ser ms rpido en la mayora de los metales. En metales de espesores mayores a 0.250", los lseres pueden generar una zona afectada por el calor que puede requerir de un terminado secundario, el cual se sumar al tiempo total de produccin. El plasma generalmente deja una zona afectada por el calor, independiente del espesor del material. Esto por supuesto es subjetivo, ya que el fabricante especifica el terminado requerido.

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En la mayora de los casos, el plasma es ms conveniente cuando la velocidad es crtica y la calidad del borde no es de mucho inters. Generalmente, el lser es una mejor eleccin que el plasma cuando se requiere velocidad y precisin con materiales delgados no reflectivos.

Los nuevos avances tecnolgicos, las tcnicas de corte y la configuracin de sistemas, hacen competitivos al AWJ y al lser para algunas aplicaciones en lmina metlica. Los fabricantes que utilizan AWJ, pueden apilar lminas metlicas delgadas y luego cortarlas utilizando cabezales dobles o triples. Esta tcnica trabaja mejor cuando se apilan metales con espesores entre 0,040" y 3/8". Para estos espesores, los operadores apilan hasta doce lminas de material al mismo tiempo. La combinacin del apilado y el uso de cabezales mltiples aumenta el nmero de partes trabajadas por hora, haciendo competitivos al proceso de corte por chorro de agua abrasivo y al corte por lser, en cierto tipo de aplicaciones de corte de lminas metlicas.

La calidad de los bordes con AWJ comnmente vara entre 63 y 125 rms, y en unos pocos casos alcanza hasta 32 rms. Aunque pueden obtenerse precisiones de +/-0,0025". Los valores tpicos estn en el rango de +/-0,005" a +/-0,010". Los anchos de corte varan entre 0,030" y 0,050". Por supuesto, los valores reales dependen del equipo especfico utilizado y de las opciones adquiridas.

Rendimiento

Adems de los atributos previamente mencionados, los AWJ reducen los costos y el tiempo de corte para muchas aplicaciones en cortes de metal. La utilizacin de materiales mejorados constituye uno de los beneficios claves comparado con la utilizacin de las tecnologas tradicionales de corte. La disminucin de costos derivada de las mejoras en la utilizacin de materiales es ms evidente para los fabricantes que utilizan metales costosos como el Inconel, el titanio y el acero inoxidable.

En lugar de cortar material del permetro, como sucede con un torno o una fresadora, el chorro de agua abrasivo penetra desde el borde de la lmina (aunque tambin se puede iniciar desde el centro) en una simple pasada, cortando directamente sobre las lneas especificadas.

El corte por chorro de agua abrasivo produce un menor consumo de material por ancho de corte que los de plasma y llama, disminuyendo el gasto de material. La ausencia de zonas afectadas por el calor elimina la necesidad de dejar material extra para compensar las operaciones de terminado.

Los usuarios de AWJ pueden utilizar software de animado (acomodamiento de formas) para mejorar el uso del material. Un AWJ controlado por un CNC puede cortar mltiples partes anidadas en una lmina, dejando entre ellas tan solo un pequeo espacio de 0,05". El ancho mnimo del corte permite a la mquina herramienta liberar dos partes que compartan un borde comn en una sola pasada (referida a una lnea comn de corte).

Adems de metales, el AWJ puede cortar compuestos, vidrio, piedra y otros materiales. Esta es una caracterstica beneficiosa en el momento de buscar la diversificacin del taller.

Intercambiando la cabeza de corte por chorro de agua abrasivo por la cabeza de corte por chorro de agua (5 minutos es el tiempo aproximado del cambio) se pueden cortar materiales blandos. La flexibilidad para cortar todos estos materiales en una sola mquina le abre nuevos mercados al taller.

Como el corte por chorro de agua abrasivo no es una herramienta de corte por contacto, sus usuarios no necesitan afilar o cambiar cuchillas. Los consumibles dentro de la cabeza de corte tienen una duracin que vara entre 100 y 120 horas.

Operacin

Los AWJ son mquinas herramientas y por lo tanto, poseen programacin, reglaje, cambio de trabajos, mantenimiento de equipo y manejo de desechos.

Programacin:

Un sistema AWJ de 2, 3, 4, o 5 ejes, puede ser operado por un control numrico computarizado (CNC) o por un control basado en un computador personal (PC).

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Un CNC estndar utiliza cdigos G y M. Un trabajo puede ser programado cargando los datos manualmente o transfirindole un programa desde un sistema de manufactura asistida por computador (CAM).

Existen dos tems disponibles para hacer la programacin ms fcil:

1.- Funcin de modo aprendizaje. En el CNC esta funcin le permite al operador mover manualmente la cabeza de corte a unos puntos dados, como sucede con los cuatro puntos de un cuadrado, para grabarlos luego en el control. Esto puede ayudar a acelerar el trabajo. Sin embargo, hay que tener en cuenta que con este mtodo la exactitud no es tan buena como con la programacin fuera de lnea.

2. Software de base de datos. Este software puede ayudar a reducir el tiempo que gasta el taller tratando de determinar las velocidades ptimas, las ratas de avance y el tipo de herramienta que se debe utilizar en un determinado trabajo. El software tiene datos predeterminados que le dan al usuario informacin sobre herramientas, abrasivos y velocidades, para determinar la mejor combinacin en costo por pulgada. El software tambin puede ayudar a cortar piezas intrincadas con menos programacin.

Los nuevos controladores inteligentes basados en PC vienen pre-programados con toda la informacin necesaria para cortar con chorro de agua abrasivo, simplificando considerablemente la operacin. Como resultado, no esnecesario tener conocimientos de programacin CNC, de cdigos de mquina, de velocidades de corte, o de ratas de avance, para operar la mquina. Utilizando un men de iconos, el operador simplemente seala y pulsa para obtener los comandos de chorro de agua.

Alistamiento:

Para el alistamiento inicial, el AWJ necesita un suministro de agua estndar. En la mayora de las mquinas se instalan bombas booster y filtros para pre-tratamiento de agua, de tal manera, que el nico alistamiento necesario es la conexin del agua a la bomba y la instalacin del motor apropiado al panel de control.

Fuerzas muy pequeas, verticales o laterales (menores de cinco libras), son impartidas sobre los materiales, por lo que se necesita una fijacin mnima para sostener las piezas de trabajo.

El orificio a travs del cual el agua a alta presin es forzada en la cabeza de corte, es usualmente de zafiro o de material de diamante. La vida del zafiro es de 50 a 150 horas, mientras que la del diamante est entre 1.500 y 2.000 horas, dependiendo de la calidad del agua.

En el tubo de mezcla el abrasivo (generalmente granate) se mezcla con el agua a presin para formar la corriente de chorro abrasivo. Este tubo est hecho de un material de carburo cermico y puede tener una vida de 100 a 150 horas, dependiendo de la cantidad de abrasivo que se utilice.

Cuando se corta con abrasivos, estos dos componentes son usados en combinaciones estndar teniendo en cuenta la capacidad de la bomba. Por ejemplo, la relacin tamao de orificio/dimetro de tubo, puede ser definida como 10/30, 13/40, o 16/40. Ambos nmeros son dados en milsimas de pulgada.

Para un nuevo trabajo no son necesarias las herramientas mltiples. nicamente es necesaria una combinacin orificio/tubo de mezcla sin importar el tipo de trabajo, tal como se determine en la base de datos. El tiempo de cambio de la combinacin orificio/tubo de mezcla es de aproximadamente cinco minutos.

La vida de la herramienta fue un problema cuando la tecnologa AWJ fue introducida originalmente, pero los nuevos materiales y el diseo aumentaron la vida del tubo de mezcla. Su desgaste es predecible. Usualmente es de 0,001" para un periodo de trabajo de ocho horas, el cual se refleja en el ancho del corte.

Las interrupciones en el flujo del abrasivo pueden causar problemas. Pero con un apropiado alistamiento estos inconvenientes no son comunes. Existen dispositivos de monitoreo para talleres que trabajan con materiales de altas exigencias, que miden las variaciones de flujo, las fluctuaciones de agua y el estado del orificio.

Aunque las bombas de chorro de agua de alta presin tienen tems consumibles que las mquinas convencionales no poseen, su mantenimiento es fcil. Ms del 90 por ciento de los propietarios entrenados por el vendedor de mquinas por medio de clases y videos, realizan su trabajo de mantenimiento sin solicitar siquiera asistencia

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telefnica.

Los sellos de alta presin y los repuestos para vlvulas cheque son los repuestos ms comunes que se requieren despus de 500 a 800 horas de trabajo en una bomba de 55.000 psi. Para una bomba de 44.000 psi se requiere el doble de tiempo. Un tcnico de mantenimiento puede realizar el cambio en 20 o 30 minutos.

Captores/eliminadores de desperdicios

El corte por chorro de agua abrasivo desarrolla una gran cantidad de energa: hasta 50 caballos en el boquerel de corte. Cerca del 75% de esta energa puede permanecer en la corriente de agua luego de pasar por el corte. Por eso es necesario hacer algo para frenar este chorro.

Para disipar esta energa existen tres tipos bsicos de captadores:

Captadores de recinto.

Captadores de tanque.

Captadores compactos

Cada captador disipa la energa remanente de la corriente del chorro de agua abrasivo recolectando los abrasivos gastados y el material removido.

Un captador de recinto es el tipo ms simple existente. Se instala un drenaje en el centro del recinto y las partes se fijan a una distancia de tres pies entre el piso y el corte. Esta solucin genera una gran cantidad de ruido y de mugre.

El captador de tanque es un gran contenedor de acero posicionado permanentemente debajo de la superficie de la pieza de trabajo dentro del rea til del equipo de movimiento del AWJ. Los captadores de tanque son suministrados para aplicaciones donde la pieza de trabajo est fija y el efector final es mvil, y tiene la capacidad de realizar cortes horizontales o casi horizontales, como en el caso de la mquina tipo puente de dos o tres ejes.

Cuando se usa un captador de tanque estndar, los abrasivos utilizados y el material removido se asientan y permanecen en el tanque, mientras el agua es drenada. El tanque debe ser limpiado manualmente cada dos a seis meses, en la medida en que se vaya llenando de slidos. Antes de que se realice esta limpieza, se requiere que el sistema sea cerrado. La frecuencia de estos ciclos de limpieza depende del grado de utilizacin del sistema.

Los captadores de tanque con auto-limpieza eliminan los procesos manuales y las paradas correspondientes. Estos captadores son utilizados para reas de trabajo que varan entre las 18 pulgadas cuadradas y los 18 x 12 pies.

El sistema consiste en un tanque captador con un fondo inclinado. Este tanque es llenado con agua (y a discrecin del usuario, con una capa de bolas de acero). El abrasivo sobrante y el material removido son drenados del captador. Luego, estos materiales pasan por un sistema separador de partculas en donde se remueven las partculas de abrasivo y el agua limpia se bombea nuevamente hacia el captador para asegurar un flujo continuo. Los slidos son almacenados en canecas de 55 galones. Cualquier exceso de agua limpia es dirigido al drenaje. Cuando las canecas estn llenas, son removidas y reemplazadas por una vaca sin necesidad de parar la mquina. Si el material no es txico, la mezcla abrasivo/material removido puede ser eliminada a travs de un relleno sanitario convencional.

Los captadores compactos son pequeos contenedores llenos de un medio para la absorcin de energa, que comnmente son bolas de acero. Estos captadores son montados de tal forma que se muevan con la cabeza de corte por medio de una estructura de fijacin tipo "C" y se usan fundamentalmente en mecanizado tridimensional.

Los cuerpos de los captadores compactos se disean de la manera ms pequea posible para que puedan funcionaren espacios reducidos. Los captadores compactos son ideales para sistemas robotizados donde se necesita una cabeza de corte de bajo perfil.

Los sistemas de recirculacin de agua abrasiva de lazo cerrado ayudan a que los talleres cumplan con las nuevas leyes ambientales. Estos sistemas eliminan la descarga de agua y reducen su consumo por medio de la

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recirculacin.

Estos sistemas eliminan del agua el material removido y el grnate abrasivo por medio de un avanzado diseo de filtrado, que permite separar slidos hasta de 0,5 micras. De esta manera, el agua purificada circula nuevamente en la bomba de ultra alta presin para ser reutilizada. El sistema requiere peridicamente de un pequeo suministro adicional de agua para compensar la evaporacin.

Balance

Los sistemas AWJ continan ganando alta aceptacin en la industria de mquinas herramientas, tal como lo demuestran las estadsticas al sealarlos como uno de los segmentos del mercado de mayor crecimiento. Es el caso de Flow, que tiene ms de 800 instalaciones de chorro de agua abrasivo en todo el mundo, muchas de las cuales funcionan 24 horas al da, siete das a la semana. Los beneficios de versatilidad y rendimiento inherentes al AWJ anotados en este artculo, han ayudado a fortalecer su aceptacin. Aunque no son necesariamente aplicables para cualquier proyecto de trabajo de metales, un sistema AWJ puede complementar o reemplazar otras mquinas herramientas que utilicen los fabricantes. En particular puede ser til para los talleres que estn buscando expansin de nuevos mercados. En el momento de considerar la compra de una mquina herramienta, el fabricante o el taller de servicio debe examinar primero los requerimientos especficos, para as comprar el mejor equipo que se acomode a sus necesidades.

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6 - Los lseres asumen el reto de la elaboracin de orificios El mecanizado de orificios contorneados, en ngulos poco usuales y en materiales de difcil mecanizado, es posible con el novedoso sistema lser multiaxial.

Los sistemas de mecanizado por lser estn respondiendo al llamado de los fabricantes para que ayuden a la reduccin de costos, a la reduccin del tiempo de comercializacin y a la produccin de nuevos diseos. Las aplicaciones y las industrias varan ampliamente, pero tienen en comn la necesidad de producir piezas de una forma novedosa.

Piense en una forma rentable y repetible de mecanizar un orificio contorneado en un material duro y frgil. Cmo lo hace? O tal vez usted necesita un orificio de 0,02 pulgadas (0.5 mm) de dimetro formando un ngulo de 15 grados con la superficie.

Qu hara usted si necesitara un orificio cnico con un ngulo de 70 grados, en una pieza de aleacin gruesa y dura? Cmo la producira?

De igual manera, usted podra necesitar cientos de orificios de diferentes tamaos sobre una superficie tridimensional. Los procesos tradicionales de corte y penetracin de metal pueden involucrar muchas etapas. En cualquiera de estas etapas pueden suceder errores que involucran desperdicios muy costosos, adems de las prdidas de tiempo.

Si alguno de estos problemas en la elaboracin de orificios le suena familiar, tal vez es tiempo de examinar el mecanizado lser multi-axial, un proceso que rpidamente ha ganado reconocimiento en la solucin de problemas de mecanizado de orificios.

El mecanizado por lser ha obtenido reputacin por ser un proceso rpido y rentable para cortar materiales planos, tubulares, tridimensionales y por soldar ensambles.

Mucho menos conocida es la capacidad de los sistemas multi-axial para mecanizar formas con secciones transversales complejas en ngulos pequeos sobre la superficie, o de mecanizar formas cnicas en cermicos a alta temperatura y en materiales exticos. Tambin es poco conocida su capacidad de mecanizar un cono a 45 grados en un extremo, como parte de un corte de una lmina de acero de 0,25 pulgadas de espesor.

El negocio de producir orificios difciles y formas contorneadas ha encontrado una forma ms fcil de hacerse, adems de que sus aplicaciones van en aumento.

Orificios con forma de embudo en bloques cermicos

En los cermicos los orificios se realizan durante el proceso de fundicin. Tambin se obtienen a travs del mecanizado mientras el cermico est an blando, o cuando no est horneado (cuando est "verde"). Como los cermicos son muy frgiles para perforar en estado horneado, el corte y el taladrado no son prcticos. Tampoco el mecanizado por EDM (Electrical Discharge Machining) puede ser aplicado en los cermicos ya que estos no son conductores elctricos.

Las posibilidades de los sistemas de lser multi-axial pueden ilustrarse con su aplicacin en la produccin de orificios con forma de embudo en piezas cermicas. Por ejemplo, un proveedor del fabricante de microcomputadores Intel, requiri un tipo de componente cermico cuadrado de 1,5 pulgadas de lado por 1/8 de pulgada de espesor con perforaciones en forma de embudo de tamaos y espaciamientos muy precisos. El orificio en forma de embudo gua los pines de un chip de un microprocesador 80486 a su lugar, cuando ste es insertado en la tarjeta del circuito impreso.

Para mecanizar los orificios en el material cermico se utiliz un Laserdyne 780 Beam Director de Lumonics Corporation. Un buen nombre para esta operacin es "corte de perfil", ya que el contorno se obtiene de un ngulo constante respecto al centro del orificio para conseguir la apertura apropiada. Lo que implica este proceso es el

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enfoque del rayo lser sobre la superficie de la pieza cermica. Cuando la energa suministrada por el lser calienta la superficie, vaporiza el material cermico arrojndolo fuera de la entrada del orificio. Una vez iniciado el corte, el rayo lser se mueve en forma cnica para producir el angulamiento superior del orificio.

"Aunque el mecanizado por lser es a menudo considerado como la ltima alternativa para el mecanizado de orificios en cermica, debera ser uno de los primeros procesos para ser tenidos en cuenta ya que puede realizar el trabajo con una precisin de ms o menos 0,001 pulgadas repetitivamente", afirma Don Sanders, director del Material Processing Technology de Lumonics. Hay muchas otras razones para estudiar el mecanizado de cermicos por el proceso de lser multi-axial: la flexibilidad, los bajos costos de mecanizado, las ventajas de productividad y la capacidad de procesamiento de pieza nica.

La cantidad de accesorios necesarios para las inserciones de los pines fue pequea (menos de una centena). La seccin del programa utilizada para dirigir el lser fue hecha en menos de 30 minutos. Con el rayo lser posicionado en cinco ejes, cada pieza de trabajo fue sostenida en su sitio con una herramienta poco costosa. El manejador directo (un Beam Director) ubic el rayo lser sobre la pieza de trabajo para producir el movimiento complejo. Como la pieza de trabajo permaneci esttica durante el mecanizado, la preparacin, la programacin y el mecanizado fueron muy sencillos.

Orificios de enfriamiento en piezas aeroespaciales

Los componentes de motores de turbinas requieren muchos orificios de enfriamiento de formas variadas. Estos se obtienen fcilmente teniendo en cuenta la flexibilidad y el "mecanizado suave", caractersticas de un sistema de mecanizado lser multi-axial (figura 1). Los orificios pueden ser producidos en un amplio rango de formas (incluso formas distintas a las circulares son producidas fcilmente), profundidades y ngulos.

Aunque esta clase de orificios pueden ser realizados a travs de electroerosionado, es necesario mecanizar y monitorear un electrodo con la forma del agujero para retirar material. El mecanizado por lser evita los costos causados por el mantenimiento de la mquina y de la herramienta en el proceso de electroerosinado. Adems, el mecanizado por lser es considerablemente ms rpido que el EDM y las velocidades del lser son medidas en orificios por minuto y no en minutos por orificio, como en el caso del electroerosionado.

Orificios gruesos en materiales frgiles y tenaces

Los motores de turbina estacionarios por lo general tienen numerosos componentes especialmente difciles de mecanizar. En estos casos los sistemas de lser multi-axial tambin se utilizan para mecanizar formas especiales en esas piezas de trabajo. Por ejemplo, un Laserdyne Beam Director modelo 550 es usado para perforar orificios en Nimonic de una pulgada (25 mm), difcil de mecanizar usando procesos de arranque de material. Un sistema lser Nd: YAG mecaniza este duro material a un costo menor que el de los perforadores convencionales. Adems, los perforadores lser proporcionan un orificio ms limpio. En una aplicacin tpica, el sistema lser produce orificios con un dimetro de 0,060 pulgadas (1,5 mm) trepanando con un corte delgado. Cuando se termina de hacer un orificio, el material del centro cae. Para estos casos, la repetibilidad es ms o menos de 0,001 pulgadas.

La perforacin por lser de percusin no podra ser usada en esta aplicacin porque el mximo dimetro que puede perforar un lser de este tipo con este espesor es de tan solo 0,030 pulgadas. La figura 2 compara las perforaciones de lser por trepanado y por percusin. Tambin hay que tener en cuenta que la repetibilidad en este espesor para orificios perforados por percusin es ms o menos de 0,003 pulgadas.

Orificios sin conicidad, con lados rectos y cuadrados

La capacidad que posee el mecanizado por lser para producir exitosamente bloques laminados y herramientas de forma es ampliamente conocida. En esta aplicacin el sistema lser corta un nmero de segmentos de la herramienta que, cuando se colocan juntos, producen la forma deseada. Recientemente, los diseadores de herramientas han comenzado a pedir que los orificios utilizados para acoplar las piezas sean perfectamente cilndricos (sin conicidad). An uno o dos grados de conicidad del borde del orificio cortado por lser influye sobre la precisin del acoplamiento de las lminas.

Las mquinas lser multi-axiales pueden producir estos orificios y obtener lados prcticamente cilndricos. El sistema lser es programado de tal forma que la conicidad del orificio quede en el rea de desecho de la pieza, como se muestra en la figura 4.. Por lo tanto, el cono se desaloja con el desecho, creando un orificio cilndrico sin conicidad

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alguna (figura 5).

Los contornos pueden ser mecanizados sobre cualquier borde

La mayora de los cortes por lser se ejecutan con el rayo perpendicular a la superficie. Sin embargo, la capacidad para producir orificios puede ser usada para perfilar cualquier forma sobre el borde de una pieza tridimensional.

Es el caso de los mecanizados lser que han jugado un papel de gran importancia en la reduccin del costo de produccin de un alabe impulsador de turbina de vapor. El mtodo original involucraba la inversin del proceso de fundicin, adems del mecanizado a cinco ejes. El mecanizado por lser multi-axial es usado para cortar un blanco plano que tiene las inclinaciones correctas a lo largo del borde. El blanco es moldeado para producir la forma final. Para este caso, la trayectoria tridimensional que dirigi el movimiento complejo del lser multi-axial fue generada por programacin fuera de lnea en un sistema CAD/CAM. La salida CAM fue postprocesada para convertirla a EIA RS274 (cdigos G y M), lenguajes estndares usados para el control del sistema lser.

Flexibilidad en el tamao, ngulo y profundidad de los orificios

Virtualmente, no hay limitaciones para las posibilidades en tamao, forma y ubicacin del orificio, para mecanizar con el lser multi-axial. Con la capacidad de controlar la entrada de calor en el proceso lser, el diseador ahora posee la posibilidad de reducir el tamao y el espacio de las formas de la pieza. As mismo, el fabricante puede producir una pieza con un gran nmero de orificios prximos en altos volmenes.

Otra ventaja del proceso por lser es la habilidad de producir orificios, en donde la relacin dimetro/espesor es alta, usando perforacin por percusin o por trepanado. Por ejemplo, un orificio de 0,06 pulgadas de dimetro puede ser perforado en una aleacin de alta temperatura con una pulgada de espesor. Esta relacin dimetro/espesor es posible, adems de que consigue muy buenos resultados, con una repetibilidad de pieza/orificio de ms o menos 0,001 pulgadas (0,025 mm).

Ha llegado una tecnologa de empuje

La produccin de orificios y formas complejas con el sistema lser multi-axial no es difcil de entender. Es una tecnologa que puede ser empleada en casi cualquier taller de mecanizado, con la misma preparacin o habilidad requerida por cualquier otro sistema de mecanizado o mquina herramienta. El mecanizado lser multi-axial no solamente resuelve problemas, tambin proporciona muchas posibilidades. Los fabricantes que estn buscando herramientas ms competitivas en su arsenal productivo, deberan ver otras posibilidades dentro del mecanizado de orificios, como el caso del mecanizado por lser multi-axial.

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7 - Tecnologa en prensas En la arena de las prensas mecnicas, la tecnologa de prensas en C ofrece alternativas a las prensas de lados rectos en la produccin con matrices progresivas o de transferencia. Un porcentaje muy alto de los estampados producidos en matrices progresivas pueden ser fabricados satisfactoriamente utilizando una o mltiples prensas en C (tipo gap). Muchos factores estn involucrados en la determinacin de cundo una prensa en C es una alternativa vlida para produccin progresiva o de transferencia.

1. Espesor y ancho del material de la pieza. Las matrices que producen piezas a partir de materiales muy delgados tienen ajustes bastante precisos entre el punzn y la matriz. Esto obliga a utilizar una prensa con especificaciones de precisin que no son corrientes en la mayora de las prensas en C. Por otro lado, las piezas producidas utilizando materiales muy gruesos exceden rpidamente la capacidad de carga de la mayora de las prensas en C. El ancho del material est limitado por el espacio disponible desde el frente hasta atrs de las camas de las prensas en C.

2. Tamao de las piezas. Las piezas grandes como los componentes de carroceras de automviles, carcasas de electrodomsticos, entre otras, no pueden ser producidas en prensas en C ya que exceden el tamao de las camas disponibles.

3. Tonelaje requerido para producir la pieza. Operaciones de produccin de blancos de alto tonelaje o aquellas piezas que requieren slo unas pocas operaciones pero de gran tonelaje, no son buenas candidatas para las prensas tipo C debido a las limitaciones de tonelaje de una mquina individual.

4. Requisitos de carrera de la prensa. Como las prensas en C tienen una mxima longitud de carrera de 12", la profundidad de las piezas trabajadas no puede exceder las 4", aproximadamente. Una pieza de un tamao superior elimina la posibilidad de automatizacin del movimiento de las piezas.

5. rea de cama. Aunque hay disponibles reas de cama de 96", de derecha a izquierda, en las prensas en C las dimensiones de frente/atrs tienden a ser bajas. Por tanto, esto limita el tamao de la matriz que puede ser montada.

6. Velocidad de produccin. Las exigencias de volumen podran determinar velocidades de operacin que excedan las disponibles en prensas tipo C.

7. Exactitud de las piezas. Las restricciones en tolerancia de las piezas que se van a producir pueden ser tan exigentes, que las prensas en C no puedan satisfacerlas. Como la prensa en C es una mquina de propsito mltiple, la exactitud con que es fabricada limita su habilidad para producir piezas con exigencias de tolerancia muy ajustadas.

8. Costo del herramental. El costo del herramental progresivo, es casi el mismo si se trabaja en una prensa en C o en una de lados rectos. Sin embargo, el herramental para operaciones de transferencia es sustancialmente menos costoso para una prensa en C que el requerido para una prensa dedicada de transferencia, de lados rectos.

9. Consideraciones financieras. Cuando se compara con una prensa dedicada de transferencia de lados rectos o con prensas de matrices progresivas, la opcin de la prensa en C puede reducir la inversin inicial de capital en 50%.

La seleccin de prensas en C para operacin con matrices progresivas es un poco menos complicada que la seleccin de prensas para produccin con matrices de transferencia (figura 2). Las operaciones con matrices progresivas siempre son realizadas utilizando una sola prensa, mientras que las de transferencia pueden y a menudo incorporan prensas mltiples, de diseo de uno o dos puntos y con capacidades de carga variables. Los parmetros para el trabajo con matrices progresivas en prensas tipo C estn mejor definidos; la mquina ms grande disponible tiene una capacidad de 250 toneladas, la carrera mxima es de 12" y la cama ms ancha tiene aproximadamente 96" de izquierda a derecha. La materia prima usada para producir el estampado debe ser por lo menos de 0,020 pulgadas de espesor y no ms de ocho a diez pulgadas de ancho. Si se trabaja dentro de estos parmetros, es posible llevar a cabo operaciones exitosas con matrices progresivas, en prensas tipo C.

Las operaciones de transferencia pueden ser realizadas en una sola prensa C de suspensin de dos puntos (figura 3) o en una celda de mltiples prensas, donde se agrupan mquinas de uno o dos puntos de suspensin para proporcionar una capacidad total de 1.000 toneladas, o ms, y un rea de cama de 20" o ms.

La transferencia de piezas y la automatizacin de prensa a prensa se han mejorado sustancialmente en los ltimos aos y ahora es posible lograr velocidades de ciclo muy cercanas a las de las prensas de transferencia dedicadas. Como en las operaciones con matrices progresivas mencionadas antes, el espesor del material de base y el ancho

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son consideraciones importantes cuando se trabaja con prensas en C.

La deflexin angular de las prensas en C (figura 4) bajo carga es la razn ms comnmente expuesta al seleccionar una prensa de lados rectos, en lugar de una en C. Esta es una consideracin bsica y es la razn por la que el espesor del material y el ancho de la pieza son tan importantes cuando se usan prensas en C. Tambin se debe consultar al fabricante de prensas para determinar cuales mquinas tienen pequea deflexin angular bajo carga mxima. Esta debe estar definida en milsimas de pulgada por pulgada de ancho de la garganta y debe estar soportada por datos experimentales reales. Si el fabricante no puede suministrarle grficas de deflexin o producir datos de ensayos como soporte, entonces busque la prensa en otra parte.

Cuando una prensa tiene una deflexin angular baja y la materia prima es de 0,020" de espesor o mayor, es muy pequea la posibilidad de que un punzn generador de blancos o de perforacin pueda daar la matriz, ya que la tolerancia entre macho y hembra ser mayor que el movimiento del punzn debido a la deflexin angular. De la misma manera, si se van a realizar operaciones de estampado de formas o de tipo moneda, entonces, limitando el espesor de la materia prima o el ancho de la pieza que va a ser transferida, se minimizarn las variaciones dimensionales causadas por la deflexin angular.

La proteccin hidrulica de sobrecargas (HOLP- hidralulic overload protection) es una caracterstica clave cuando se va a comprar una prensa. Un sistema HOLP efectivo reduce los costos operacionales activndose cuando una herramienta pierde filo, con lo que se elimina la posibilidad de produccin de piezas malas. El tiempo de recuperacin para reactivar el sistema despus de la sobrecarga toma slo unos segundos de tal manera que el tiempo de parada y recalibracin se reduce significativamente.

Adems de ofrecer un tiempo de respuesta rpido, un sistema HOLP debe ser ajustable para acomodarse a operaciones en las que el tonelaje requerido es considerablemente inferior a la capacidad de la prensa. Ya que la mayora de las matrices no se trabajan a esta capacidad mxima, el HOLP debe ofrecer la capacidad de reducir el punto de bloqueo a 60% de la capacidad de la prensa, protegiendo de esta manera las matrices y la prensa misma. Un tiempo de respuesta rpido tambin incrementar la oportunidad de proteger la matriz y la prensa.

Un embrague hmedo es otra caracterstica que debe ser considerada cuando se adquiere una prensa tipo C. El embrague hmedo permite altas velocidades de carreras simples en prensas tipo C, operadas manualmente o automatizadas (figura 5). El volumen de aire utilizado en cada carrera de una prensa tipo C equipada con embrague hmedo es reducido en 50% o ms, si se compara con el de una prensa con embrague de friccin. Los fabricantes tambin deben estar en capacidad de proporcionar piones y coronas para el sistema principal, endurecidos y rectificados (un beneficio que reduce el juego posterior y el mantenimiento, aumentando la vida de los piones).

La razn ms importante para seleccionar una prensa tipo C sobre una de lados rectos, es su costo. Cuando se compara el costo de una prensa tipo C con el de una de lados rectos de igual capacidad, el precio de la tipo C ser de menos de 50% del precio de la de lados rectos. An el precio de venta de una celda de prensas mltiples con transfers y automatizacin entre prensa y prensa, ser la mitad del de una prensa transfer de lados rectos.

La prxima vez que piense adquirir prensas nuevas para fabricar piezas con matrices progresivas o de transferencia, d una mirada de cerca a las prensas tipo C. Es posible que al final necesite una prensa de lados rectos. En algunas ocasiones las exigencias van ms all de las posibilidades de las prensas tipo C, pero es probable que pueda funcionar y en este caso se ahorrarn grandes cantidades de capital.

Por ms de ochenta aos, Aida ha trabajado para convertirse en constructor global de la ms completa lnea de prensas para conformado y estampado en la industria. Hoy las innovaciones tecnolgicas de Aida y sus estndares de calidad han convertido a la compaa en un gran proveedor de soluciones efectivas de estampado, paquetes totalmente llave en mano e innovaciones tecnolgicas no tradicionales. Las prensas Aida son utilizadas para fabricar un amplio rango de piezas, que incluyen componentes automotrices, piezas para electrodomsticos, componentes elctricos y electrnicos, conectores y terminales, laminados para motor y latas para comida y bebidas. Aida cuenta en el mundo con ms de 1 de millones de pies cuadrados de espacio de manufactura, ms de mil asociados y una capacidad de fabricacin que excede las 1.500 prensas por ao, lo que hace de Aida uno de los ms grandes fabricantes de prensas en el mundo.

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8 - Herramental para punzonadoras de torreta El herramental es un eslabn clave de la fabricacin en lmina. Actualmente, los talleres dedicados a este rubro tienen mucha presin debido a las grandes demandas de trabajo por parte de sus clientes. Chris Koepfer muestra qu hay de nuevo en herramental para punzonadoras de torreta.

Desde sus comienzos, en los principios de los cincuenta, la prensa punzonadora de torreta ha evolucionado para convertirse en una herramienta verstil y vital para los talleres de fabricacin en lmina.

Paralelamente al desarrollo tecnolgico de la prensa de torreta han estado las herramientas que son las que hacen el trabajo en la lmina. El motor del desarrollo de las herramientas ha sido la demanda de los talleres de fabricacin en busca de mayor productividad de los recursos existentes.

El taller de fabricacin en lmina, como casi todos los negocios metalmecnicos, est enfrentado a una presin aparentemente implacable en sus mrgenes de utilidad. Clientes de todas formas y tamaos estn blandiendo con furia el hacha de los costos de corte. Y los talleres de fabricacin estn firmes en el camino.

Para averiguar cmo el herramental de las prensas de torreta ayuda a los talleres de fabricacin a mejorar su productividad, consultamos a Ken Herried, especialista de mercadeo de Wilson Tool. Wilson es un fabricante lder de herramientas de punzonado para la mayora de los fabricantes de prensas de torreta del mundo.

Fundamentos de las herramientas de punzonado

El herramental para una prensa de punzonado est compuesto de un punzn, un troquel y un pisador. El punzn est localizado en un mecanismo de gua, que se fija en la torreta (en prensas de torreta). Las torretas sostienen una variedad de herramientas y las posicionan para ofrecer diferentes punzones en la zona de trabajo de la mquina.

Cada punzn tiene su correspondiente troquel que est colocado debajo de la mesa de trabajo de la mquina. El tamao y forma del orificio creado en la lmina est definido por la geometra del punzn. La holgura entre el punzn y el troquel es ajustada de acuerdo con el espesor del material.

Cuando la punzonadora acta, un carnero desciende haciendo que el punzn golpee el material, creando un recorte. El troquel est diseado de tal manera que el recorte pueda pasar a travs de l. El pisador sostiene en su lugar la lmina de metal mientras el punzn se retira totalmente de la lmina.

La mayora de las herramientas para punzonado de lmina utilizadas actualmente en los talleres son autoprensantes. En lugar de utilizar el carnero para empujar el punzn a travs del material y luego sacarlo, estas herramientas estn construidas con un resorte interno que automticamente retrae el punzn. As, el carnero slo tiene que trabajar en una direccin. Esto economiza tiempo de ciclo y desgaste en la prensa.

Motores de desarrollo

La mayora de las ms recientes mejoras en tecnologa de punzonado CNC han estado orientadas a mejorar la productividad. Mientras mucho esfuerzo ha sido dirigido a hacer que las mquinas sean ms rpidas, reduciendo as el tiempo de ciclo, se han hecho otras consideraciones buscando ahorros en tiempo a travs de todo el proceso de fabricacin en lmina.

Estas innovaciones han sido exigidas por los talleres. Los fabricantes de equipo original estn respondiendo a las demandas de sus clientes relacionadas con la respuesta ms rpida a las rdenes, especificaciones con tolerancias ms ajustadas y entregas coordinadas con sistemas de control de inventarios justo a tiempo.

Adems, los avances en la simplificacin de la manufactura de lmina delgada, con el uso del CNC y de sistemas de programacin ms amigables, han colaborado al incremento de operarios calificados. Muchas de las habilidades que tradicionalmente se requeran para alistar y operar prensas de punzonado han sido incorporadas al software y al

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hardware que son diseados para simplificar la operacin.

Botn pulsador de ajuste

En el rea de alistamientos, la invasin de herramental ha proporcionado significativas mejoras en la produccin de los talleres de fabricacin en lmina, al reducir la complejidad del alistamiento de herramientas. El control simplificado de la longitud de la herramienta es una mejora tcnica en el diseo de herramientas que ha tenido impacto en el alistamiento de las herramientas de punzonado.

Parte del procedimiento de alistamiento de una prensa de torreta para punzonar tiene que ver con la calibracin del recorrido del punzn. Esto es especialmente crtico cuando se instala un punzn que acaba de ser afilado.

El rectificado del punzn remueve metal modificando su longitud total. Para compensar esto, se utilizaban calzos en el dispositivo de gua del punzn con el fin de devolverle a la herramienta su longitud ptima. Este proceso, obviamente, consume tiempo.

En las herramientas actuales, la compensacin del punzn es algo mucho ms simple. Estas nuevas herramientas utilizan un sistema de ajuste de botn pulsador. Incrementos finos de 0,0001" eliminan la necesidad de utilizar calzos y hacen que el alistamiento de la herramienta sea rpido y consistente.

Para la platina del pisador, en lugar de requerir tornillos u otro tipo de fijadores para soportarla en la gua, un sistema de fijacin de botn pulsador es usado para asegurarla en el dispositivo de la gua. Esto elimina la necesidad de herramientas de instalacin. Adems, junto con el ajuste sin calzos, puede disminuir el tiempo de alistamiento hasta en quince minutos por herramienta. Para una mquina de 30 herramientas, esto es significativo.

Vida de la herramienta

El proceso de punzonado genera calor. Hay friccin entre el punzn y el dispositivo de la gua cuando el punzn se mueve en sus bujes. Las modernas prensas de punzonado permiten hasta 1.000 ciclos por minuto.

La mayora de las prensas estn equipadas o tienen disponible un sistema automtico de lubricacin. ste suministra una mezcla de aire a travs de orificios en el dispositivo de gua para lubricar las partes mviles de la herramienta. Esto aumenta considerablemente la vida de las piezas sometidas a desgaste dentro de la herramienta para punzonar.

Aplicar recubrimientos al punzn es otro mtodo utilizado por los fabricantes para obtener una mayor vida de una herramienta. La dureza y la suavidad son claves para una vida mayor y generalmente se obtienen con recubrimientos de carbonitruro de titanio (TiCN).

Utilizando este recubrimiento, es posible obtener durezas hasta de 90 Rc. Gracias a su geometra, las herramientas recubiertas pueden ser reafiladas sin perder su dureza.

Otra propiedad de los recubrimientos de TiCN es que su suavidad ayuda a su lubricacin. Esta caracterstica es muy apetecida en aplicaciones donde