Eclipse Mold usa centros de mecanizado de última tecnología para mecanizar a cero

Si los beneficios de cortar moldes a material cero se sienten más fuertemente por parte del moldeador, entonces Eclipse Mold puede dar testimonio de este hecho. La compañía tiene un taller de moldes que produce alrededor de 140 moldes al año, pero ese negocio, que incluye un servicio sustancial de reparación de moldes, representa sólo 40% del total. El otro 60% de los ingresos de la compañía viene de sus tres instalaciones de moldeado por inyección de plásticos, localizadas en el área suburbana de Detroit. De hecho, la compañía tiene 42 máquinas inyectoras que varían en tamaño desde 22 hasta 750 toneladas.

Eclipse Mold fabrica herramental para estas prensas en su planta principal y oficinas centrales en Clinton Township, unas 20 millas al noroeste del centro de Detroit. La compañía usa el mecanizado a cero en casi todos estos moldes en alguna cantidad. “Los moldes cortados al neto operan más rápido, duran más, su mantenimiento cuesta menos y producen mejores partes y más limpias –afirma Steve Craprotta, vicepresidente y gerente general–. Nosotros vivimos con estos resultados cada día, de modo que sabemos qué tan valiosa es esta solución”.

De acuerdo con Craprotta, sus clientes externos están de acuerdo. Sólo 15% de los moldes que Eclipse produce anualmente son usados en casa. El resto se entrega a grandes proveedores automotores, número 1, cuyos clientes incluyen todos los fabricantes de autos familiares en Estados Unidos y Japón. “Mis clientes me consideran su mejor taller de herramientas”, comenta Craprotta, sin jactarse. Ese punto refuerza en gran medida su convicción de que el mecanizado a cero es una parte indispensable de la posición competitiva del taller en este mercado.

Eclipse fue fundada en 1976 por Fred Craprotta –el padre de Steve–, quien aún está activo en la administración y orientación de la compañía. La empresa se ha expandido varias veces, y se trasladó a su actual sede principal en 1989. Los empleados en las tres facilidades totalizan alrededor de 150.

Para producción de moldes, Eclipse se especializa en moldes de dos inyecciones. Estos moldes involucran generalmente un solo núcleo o cavidad, que debe ajustar otras dos mitades o un lado que rota 180° para la segunda inyección. “Si estos moldes fuesen mecanizados convencionalmente, seguidos por una gran cantidad de trabajo manual, el centrado tomaría un largo camino para nosotros, que impediría cumplir con las entregas o con nuestro propio programa de producción”, explica Craprotta. Ser capaces de cortar las superficies de cierre a cero (o a una condición de material negativo en muchos casos), reduce el tiempo de centrado a horas. Un lado empareja con el otro, y cuando se rota o se empareja con una segunda mitad, el ajuste es casi perfecto, comenta.

La mayoría de moldes de Eclipse son complejos, multicavidad y con tolerancias estrechas, que varían en tamaño desde 40 por 50 pulgadas, hasta 8 por 8 pulgadas, aunque los moldes de tamaño medio para prensas de 300 a 700 toneladas son los más comunes. Casi 70% a 80% de estos moldes involucran acción mecánica, como correderas, elevadores, núcleos retráctiles y similares.

Mecanizar a cero no sólo reduce mucho del tiempo de centrado, sino que también agiliza la producción de componentes mecánicos. Por ejemplo, los elevadores caen justamente en los bolsillos con poco o ningún ajuste.

El taller confía enormemente en sus tres nuevos centros para mecanizar a cero. Estos incluyen el V55 y V56 de Makino (Mason, Ohio, E.U.) y un Johnford DMC-1500. Estas máquinas fueron adquiridas a través del distribuidor local, Single Source Technologies (SST) en Auburn Hills, Michigan, Estados Unidos.

“La rigidez y precisión de Makino son obligatorias para nuestra capacidad de mecanizar a cero”, comenta Craprotta. La mesa más grande, de 30 por 50 pulgadas, del Johnford, ha permitido al taller cumplir una demanda creciente de moldes más grandes. Según Craprotta, ha provisto resultados de corte comparables a los VMC más pequeños.

Alivio al fresado en duro
Eclipse Mold comenzó a trabajar con SST en 1992, cuando el taller adquirió su primera máquina fresadora de alta velocidad Makino para producir electrodos de grafito. “Aprendimos los conceptos del mecanizado a alta velocidad con estas experiencias”, recuerda Craprotta. Cuando su distribuidor comenzó a promover el fresado en duro para mecanizar componentes de moldes a material cero, Eclipse prestó atención y compró su primer centro de mecanizado para fresado en duro en 2001.

Comparado con el fresado convencional, el fresado en duro parecía riesgoso y difícil al primer encuentro. El prospecto de romper o quemar herramientas y la posibilidad de desechar una mitad de molde costosa se consideraba arriesgado. Un operador de máquina simplemente rechazaba cada día la idea de hacer fresado en duro hasta tolerancias estrechas. “Demasiado estresante”, decía.

“Ya que estábamos entrando con este proceso tempranamente y antes que otros talleres, tuvimos algún espacio para facilitar la transición”, cuenta Craprotta. Al principio, el taller comenzó a reducir el material en exceso que se dejaba normalmente, moviendo de 0.003” a 0.002” y 0.001”, a medida que el taller ganaba confianza con la máquina, los cortadores y los patrones de herramientas.

Invertir en la tecnología apropiada de soporte para mecanizar a cero comprobó ser conveniente también. El taller comenzó usando cortadores balanceados en sujetadores con ajuste por contracción e interfaces HSK, por ejemplo. Actualizó también su software de programación CAM. Una vez los operadores vieron qué tan bien trabajaba el proceso y se sentían cómodos con las nuevas disciplinas y rutinas, su actitud comenzó a cambiar.

Eventualmente, no sólo estuvieron ansiosos de cortar a cero, sino que comenzaron a implementar el corte negativo en las superficies de cierre, relata Craprotta. La transición tomó alrededor de un año. “Los talleres tienen que esperar alguna tensión y ansiedad durante este tiempo. No es fácil”, concluye Craprotta.

Él le da crédito a su equipo de programación por liderar el camino. A medida que el equipo programaba superficies cada vez más estrechas, aseguraba a los operadores de máquina que se podía confiar en los patrones de herramienta. El taller usa PowerMill, de Delcam (Windsor, Ontario, E.U.), con el fin de generar patrones de herramientas para corte a cero.

John Zube, uno de los programadores más experimentados del taller, dice que la buena comunicación entre programadores y operadores de máquina es esencial. Como programador, “gasté una gran cantidad de tiempo en el taller, durante el período de transición, y lo sigo haciendo”, señala. También afirma que los comentarios y sugerencias del taller le dicen qué está trabajando o qué puede trabajar mejor. “Tenemos que aprender el uno del otro”.

La retroalimentación del lado de moldes al negocio también es importante. Los reportes de estas operaciones han ayudado tanto a los programadores como a los operadores de máquina a mejorar sus resultados.

Mecanizado rígido, preciso y eficiente
El consejo de Craprotta para escoger máquinas-herramienta para fresado en duro es este: compre la máquina más rígida y precisa que pueda adquirir. La rigidez es crítica porque minimiza la vibración en la punta del cortador. Por supuesto, el resto del herramental debe estar diseñado para baja desviación y alta estabilidad, añade. En los VMC de Makino, las características que contribuyen a la construcción rígida de la máquina incluyen guías cuadradas con rodamientos de rodillos lineales, masa adecuada en la base y columna, y tornillos de bolas soportados en ambos extremos.

Los husillos en los Makino tienen una velocidad máxima de 20.000 rpm. Tales velocidades altas son necesarias para cortadores pequeños, a fin de lograr una carga apropiada de viruta cuando se mueve a altas tasas de avance y bajas profundidades de corte. “En estas máquinas podemos observar la ausencia de crecimiento térmico en los husillos. Operamos estas máquinas por 10 horas seguidas y no tenemos problemas de profundidad en Z”, afirma Craprotta.

“Una máquina tiene que ser precisa, no sólo en el centro de su rango, sino igualmente precisa a través de su espacio de trabajo completo”, añade Craprotta. Las reglas de cristal con resoluciones de millonésimas de pulgadas también son necesarias para los movimientos finos que se hacen con cortadores subminiatura. Los cortes de acabado se llevan a cabo con pequeños cortadores de 0.010”, pero los de 0.030” son más normales. Eclipse corta generalmente superficies del núcleo y la cavidad hasta tolerancias de ±0.0004”. Los acabados de superficie están en el rango de 16 a 24 rms.

Cuantificar la eficiencia en el corte es algo que le tomó al taller bastante tiempo. Hay pocas oportunidades de ver qué tan rápido los Makino pueden ejecutar un patrón de herramienta, comparado con los resultados en otra máquina. Craprotta aplaza lo que SST dice sobre el software en los controles de máquinas más pequeñas. La característica de Súper Inteligencia Geométrica permite a estas máquinas procesar servocomandos a alta velocidad con mínima visión hacia delante, evitando violaciones de superficie sin impedir la velocidad de procesamiento.

La máquina Johnford tiene el mérito mayor de ser económica, dice Craprotta. “Ella representa un valor excepcional en cuanto a precio y capacidad”. Esta máquina tiene un puente de 90° con rieles de separación en el eje Y para minimizar la deflexión en el recorrido extendido requerido para moldes más grandes. Las guías cuadradas en los ejes Y y Z contribuyen a la rigidez, pero las guías lineales son usadas en el eje X para mover piezas más pesadas con precisión.

Sin embargo, Craprotta comenta que el taller obtiene resultados óptimos de esta máquina, porque el ajuste del eje desarrollado por SST antes de la entrega fue perfecto para aplicaciones de fresado en duro. “Obtenemos lo máximo de esta máquina porque está ajustada para cortes de alta precisión. Es decir, tenemos que ser un poco melindrosos con esta máquina para cumplir los exigentes requerimientos para cortar a cero”, manifiesta Craprotta. Lo más importante, el recorrido extendido de esta máquina, le permite al taller producir moldes multicavidad para grandes paneles interiores de automóviles y similares. “Esta ha sido un área de gran crecimiento para nosotros”, dice Craprotta.

Finalmente, enfatiza en la importancia de correr operaciones de fresado en duro en el modo desatendido por lo menos un turno diario. Normalmente, Eclipse Mold tiene un solo operador en servicio para monitorear siete máquinas CNC durante el primer y segundo turnos del día. Las operaciones de fresado en duro en los VMC son alistadas para operar desatendidas durante el tercer turno, aunque las fluctuaciones en la carga de trabajo no siempre lo requieren.

Ver hacia la fundición: una imagen aún mayor
Ya que el mecanizado a cero ha ayudado a Eclipse a ser más productiva, Craprotta cree que su taller tiene que mirar más allá de su base tradicional de clientes para el tipo de trabajo que puede tomar totalmente. El objetivo del taller es el trabajo de alta cavitación y tolerancias estrechas para clientes de las industrias médica o aeroespacial. Craprotta cree que ellos serían menos ansiosos que sus contrapartes en automotriz para contratar el herramental a constructores extranjeros, y serían especialmente receptivos a las capacidades de su taller y otros talleres de moldes avanzados en el área sureste de Michigan.

“Una gran cantidad de talleres en esta parte del estado ha desarrollado procesos globalmente competitivos para la manufactura de moldes. No queremos ser el secreto mejor guardado, generalmente inadvertido por grandes fabricantes, convencidos que sólo los países con salarios bajos ofrecen la solución más efectiva en costo”, dice Craprotta, hablando en nombre de Eclipse Mold y del resto de la comunidad local de fabricantes de moldes.

Por supuesto, él cree que Eclipse Mold puede eclipsar cualquier taller gracias a su calidad de trabajo y servicio superior. “El mecanizado a cero ha contribuido tremendamente para que tengamos esta posición”, comenta. Ahora, el taller centra su atención en las técnicas de manufactura esbelta para mayores eficiencias.

©Reproducido de Modern Machine Shop con autorización expresa del editor.