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Junio de 2006 Página 1 de 2

Progreso del mecanizado de moldes

Mark Albert

Desarrollos, novedades industriales, conceptos y fundamentos del mecanizado lado por lado, del mecanizado en paralelo y del taladrado profundo en cinco ejes.

Pocos segmentos de la industria metalmecánica son tan dinámicos como la fabricación de moldes, de modo que examinar el horizonte de las tecnologías emergentes y los conceptos innovadores es una parte significativa para estar adelante en cualquier taller de moldes. Aquí hay algunos desarrollos que permiten crear oportunidades o establecer el ritmo del mecanizado de moldes.

Mecanizado lado por lado
Concepto. El núcleo y cavidad de un molde se mecanizan lado por lado, así como las caras a la izquierda y derecha de una sola pieza de trabajo, en una máquina multipropósito.

Fundamento. Este concepto fue demostrado en IMTS 2004 en un centro de mecanizado Integrex Serie-e, de Mazak. Usando la flexibilidad del husillo para fresado inclinable (eje B) y los husillos de torneado opuestos (eje C), los agujeros de refrigeración fueron fresados en las cuatro caras laterales y en la cara posterior de una pieza de trabajo rectangular. Los detalles del núcleo y la cavidad fueron mecanizados mientras la pieza de trabajo seguía siendo una pieza. Coordinando la rotación de los husillos de torneado con el husillo de fresado inclinable, podía lograrse la orientación óptima del cortador para mejorar el acabado superficial y extender la vida del filo del cortador. La pieza de trabajo también podía tornearse periódicamente para descargar las virutas.

Las porciones del núcleo y la cavidad se separaron luego con cada segmento, permaneciendo amordazado rígidamente en los husillos de torneado opuestos. Los lados expuestos de las piezas respectivas fueron fresados frontalmente y los agujeros para refrigeración se taladraron a fin de completar ambas mitades del molde en un solo alistamiento.

Esta solución redujo considerablemente el número de alistamientos y operaciones en comparación con el mecanizado convencional. La precisión también mejoró porque ambas mitades del molde retuvieron perfectamente la orientación respecto de la otra hasta la separación.

Tecnología permisiva. En esta aplicación, la precisión en el posicionamiento sobre los ejes rotatorios es crítica. La máquina multipropósito utiliza una leva de rodillos que provee una resolución de 0,0001 grados en el husillo de fresado. Los husillos de torneado principal y secundarios también se indexan en incrementos de 0,0001 grados. Según el fabricante, la vibración del husillo de fresado de 12.000 rpm es de 1,5 micrones (0,00006 pulgadas). La extremadamente baja vibración del husillo protege las herramientas de corte con diámetro pequeño en las aplicaciones de fresado a alta velocidad.

Mecanizado en paralelo
Concepto. Los componentes grandes de moldes se mecanizan por segmentos en centros de mecanizado más pequeños. Los segmentos terminados se ensamblan luego en un núcleo o cavidad completa. En algunos casos, los segmentos son diseñados como insertos para ajustar en bolsillos de la base del molde.

Fundamento. Luego de segmentar un componente grande de molde, cada segmento puede ser procesado en un centro de mecanizado más pequeño, en lugar de serlo en una máquina vertical más grande con una cama más amplia. Un centro de mecanizado horizontal más pequeño es ideal porque ofrece ventajas en la evacuación de viruta y en la productividad, aunque una máquina vertical más pequeña también se puede aplicar.

Ya que sus cubos de trabajo son proporcionalmente más pequeños, las máquinas más pequeñas pueden tener una precisión volumétrica mayor. Con menos masa en los ejes móviles, las máquinas más pequeñas pueden lograr mejores tasas de aceleración/desaceleración (acc/dec) para contornos. Las tasas más altas de acc/dec pueden reducir significativamente el tiempo total de mecanizado -en general, 20 horas de mecanizado pueden completarse en 15 horas gracias a una acc/dec más alta-. En las máquinas más pequeñas, los cambios de herramientas pueden manejarse con más facilidad. Por ejemplo, hay mayor posibilidad de que una herramienta para acabados pueda completar las operaciones de acabado en su segmento del molde sin tener que cambiar los filos.

Aún más importante, dos o tres máquinas en operación simultánea pueden sobrepasar una máquina más grande. Por ejemplo, 20 horas de mecanizado pueden completarse en 7,5 horas en dos máquinas más pequeñas (divida el tiempo de trabajo, luego factorice en tasas más rápidas acc/dec). Un grupo de máquinas más pequeñas puede programarse con más flexibilidad que una sola máquina más grande. Si un molde grande puede diseñarse para mecanizado en segmentos, es posible que un taller de moldes que posea sólo máquinas pequeñas pueda seguir haciendo el trabajo que, de otra forma, excedería su capacidad.

Acerca del autor

Mark Albert

Editor jefe de Modern Machine Shop Periodista técnico, que por muchos años ha cubierto el sector metalmecánico de Estados Unidos.
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