Por Formtek
La operación de laminación continua tiene una enorme ventaja de costos en términos de velocidad de producción y eficiencia operativa en comparación con la plegadora o trabajos similares de pieza a pieza. Esa ventaja de costos conlleva algunas desventajas potenciales que pueden mitigarse simplemente con algunos conocimientos básicos y prácticas consistentes. Veamos los 5 principales problemas del “mundo real” relacionados con herramientas, diseño de troqueles, mantenimiento, rendimiento y consideraciones de costos operativos y cómo mitigar algunos problemas comunes.
Diseño de herramientas y troqueles
Este es un excelente punto de partida para futuras herramientas y rendimiento de troqueles en el campo. Una buena relación y comunicación constructiva con su equipo de diseño y una dirección clara de los conceptos pueden mitigar la mayoría de los problemas incluso antes de que un diseño haya comenzado la fase de boceto. Se deben abordar los puntos de impacto rápido, como el tamaño del molino en relación con la pieza terminada, la cantidad de pasadas requeridas para el paquete de plegado, los requisitos de velocidad y el tonelaje para los detalles previos y posteriores al punzonado o al troquel cortado. Se deben revisar los refrigerantes y los paquetes de lubricación para determinar su funcionamiento adecuado.
Un buen equipo de diseño trabajará con todos los pros y los contras de su operación particular y hará sugerencias sobre las mejores prácticas o cualquier cambio beneficioso que pueda incorporarse al proceso. Se deben abordar consideraciones sobre el dimensionamiento y tolerancias del producto final, la clarificación del material y las cuestiones de forma/ajuste/función antes de aceptar una sección como candidata para perfilado.
El equipo de ingeniería adapta un verdadero enfoque “personalizado” a los requisitos/necesidades del cliente según lo dictado. El proceso de diseño real es donde brilla el verdadero conocimiento y la experiencia de campo, y se establece un plan viable para una producción rentable y que funcione bien.
Materia prima
Los ingenieros de herramientas y troqueles a menudo se enfrentan a situaciones tales como que la variación comercial en el espesor de la tira de material suele ser mayor que la tolerancia permitida en una pieza terminada. O bien, un material disponible se vuelve a laminar hasta obtener una tira más delgada con una tolerancia más ajustada. Todos entendemos el aspecto de compra que implica el uso de bandas de tolerancia más amplias en la materia prima para obtener precios más baratos, pero una sección de tolerancia estricta y alto rendimiento es tan buena como la calidad de la banda que ingresa al laminador. Las variaciones en el espesor del material tienen un efecto dramático en la acumulación dimensional de la sección transversal.
Las especificaciones del material con respecto a los parámetros de rendimiento/tracción/alargamiento también afectan el proceso de formación con respecto a los requisitos de sobreformado para cada curvatura. La consistencia en el material comprado es una gran clave para minimizar los costos de desperdicio y los ajustes de configuración/herramientas necesarios para realizar la producción. Esto presenta una gran divergencia con la operación de una plegadora en el sentido de que los ángulos se programan y ajustan según sea necesario, a diferencia de los ángulos o perfiles físicamente fijos en las herramientas de rodillo. Posteriormente, está intercambiando características de material más específicas por una mayor velocidad y eficiencia del perfilado.
Múltiples tipos de materiales de producción en un solo conjunto de herramientas son un escenario extremo. Los ingenieros de herramientas de laminación a menudo usan el ejemplo de que el acero inoxidable ciertamente tiene requisitos diferentes a los del acero al carbono y, con toda honestidad, un material diferente debe tener un conjunto de herramientas o un conjunto de matrices dedicado. Desde un aspecto financiero, el costo de la chatarra, los costos de producción y los tediosos cambios de configuración que utilizan un solo juego de rodillos ciertamente pagarían por un juego de herramientas adicional diseñado adecuadamente para el segundo tipo de material. Es necesario mantener una comprensión clara y un equilibrio entre las características específicas de la materia prima y los costos con el rendimiento y la función de la pieza.
Materiales y revestimientos para herramientas
Una buena elección de materiales con requisitos de tratamiento térmico adecuados mejorarán enormemente el rendimiento de las herramientas y también reducirán la distorsión de la sección o del troquelado/corte del proceso. El acero para herramientas D-2 para rollos, favorito de los fanáticos, es una excelente opción, pero existen diferentes materiales, como el carburo, que tienen beneficios en velocidades y acabados superficiales.
Se pueden utilizar algunos CPM (metales en polvo) para mayor dureza y resistencia al desgaste. El material H-13 es una excelente opción cuando la temperatura es un problema, como en los rodillos de forja o de soldadura. Las variaciones de bronce de aluminio son excelentes para áreas sensibles a las marcas de limpieza y remolinos. Los ingenieros de herramientas de rodillos y troqueles también han trabajado extensamente en recubrimientos y diferentes aplicaciones en materiales base para requisitos específicos. Al igual que las brocas y las fresas se pueden recubrir con nitruro de titanio, carbonitruro de titanio o nitruro de aluminio y titanio, los rodillos y las piezas de matriz también se pueden recubrir para un rendimiento específico.
Habla con tu equipo de diseño y pregunta sobre las opciones. Incluso si se trata de un conjunto de herramientas existente, a veces hay marcas en un rodillo con un problema específico o un punzón defectuoso que puede funcionar perfectamente con solo una aplicación de recubrimiento.
Mantenimiento preventivo y desgaste
Todas las cosas se desgastan con el tiempo y el uso. Tener un plan para evaluar el desgaste y otro plan para remediarlo es fundamental para obtener el máximo rendimiento y longevidad de sus herramientas. Las herramientas en rollo están diseñadas de manera que equilibren la carga de trabajo de una pasada a otra hasta que la pieza esté en su forma final. Eso también significa que si las herramientas están configuradas correctamente y todos los requisitos de material entrante son apropiados, esencialmente, todo el conjunto de herramientas deberá reacondicionarse en el momento en que la sección transversal de la pieza comience a demostrar variaciones más allá de las tolerancias dimensionales aprobadas.
Todos sabemos que se pueden realizar pequeños ajustes en la configuración de las herramientas, pero eso debería ser una indicación clara de que el conjunto de herramientas ya no funciona como debería. Si se solicita un ancho de banda más corto, entonces el primer punto de investigación debe ser una revisión de la sección transversal con énfasis en los radios de las esquinas.
Se requiere un cierto ancho de tira con esquinas nítidas y apropiadas, y ese requisito de ancho de tira cambia a medida que las esquinas se desgastan y se redondean. Esto también muestra evidencia en el desgaste/marcado del troquel y en los punzones/cortes, ya que la sección ya no se ajusta al troquel como lo hacía originalmente. Un servicio de retrabajo o reacondicionamiento puede ser relativamente económico y realizarse rápidamente cuando solo requiere un mínimo de trabajo para devolver el conjunto a su gloria anterior. Los reafilados se vuelven costosos cuando el desgaste se vuelve severo, y es mejor reemplazar los componentes con un costo adicional y un mayor tiempo de entrega.
El mantenimiento de la máquina tiene mucho que ver con el mantenimiento de las herramientas. Un eje doblado o un hombro desalineado simplemente agregan una carga de trabajo adicional a otra pasada que potencialmente podría resultar en un mayor desgaste. Mantener una máquina ajustada y ordenada es fundamental para obtener resultados consistentes y una producción rentable.
Control Operativo y Capacitación de Operadores
Aunque nunca queramos admitirlo, los accidentes ocurren. Todos conocemos una historia sobre una llave inglesa enrollada o una tira doblada enrollada en un troquel. Esos eventos son devastadores para el resultado final en términos de pérdida de productividad, desechos, daños y, por supuesto, orgullo del operador. Sucede; no agaches la cabeza. Pero el conocimiento y la formación van de la mano a la hora de operar maquinaria compleja y obtener la máxima rentabilidad.
Desde la evaluación de los daños o la alineación del molino hasta la configuración de las herramientas, los problemas de sincronización y/o los problemas con los materiales, todas las consideraciones entran en juego regularmente en una operación continua. La formación conduce al conocimiento y éste a la experiencia. Un buen lema a tener en cuenta es “dale la mano al molino con frecuencia; es su mejor amigo”, y la mayoría de los ingenieros y operadores estarán de acuerdo con eso.
Si bien las máquinas son técnicamente desalmadas, tienen personalidad, y prestar atención a sugerencias sutiles permite a un gran operador mantenerse al frente de los cambios que se le pueden pedir que realice durante el día. Un operador con conocimientos y experiencia vale su peso en oro y conoce el valor de la documentación y el mantenimiento de registros. Las configuraciones son recetas. Se miden los puntos de desgaste. Se calcula el metraje. Un operador disciplinado puede devolver o restablecer una máquina a la última condición de funcionamiento documentada en una configuración de herramientas o conjunto de matriz de manera eficiente y consistente. Las ganancias se obtienen con eficiencia simplemente reduciendo el tiempo, los costos de desechos y los daños en las herramientas. Todos tenemos el mismo objetivo al final del día, pero ningún individuo tiene más impacto en ese objetivo que el operador.
En conclusión, esta es solo una lista rápida, casi una revisión de nivel básico, de algunas de las complejidades relacionadas con una operación de perfilado, con respecto a los desafíos de herramientas y troqueles y las limitaciones operativas. En el campo, la eficiencia de la producción de herramientas y matrices adopta diferentes formas según el punto de vista del observador. Pero, en última instancia, todo se reduce a la comunicación y la claridad tanto en la intención del diseño como en la adquisición del producto, la mejora de los procesos en la operación diaria, el mantenimiento operativo y la capacitación en las decisiones de producción del día a día. RF
Formtek es un grupo de empresas fabricantes de equipos de conformado de metales. Con dos docenas de marcas repartidas en ocho instalaciones y una red que abarca seis continentes, la amplia red de Formtek se especializa en respaldar las necesidades de equipos de fabricación y conformado de metales de sus clientes.
