Tendencias en punzonado

Hace solo una década, en las operaciones de punzonado para el conformado de chapa metálica, predominaban las máquinas mecánicas; sin embargo, la necesidad de un mejor control del corte, una mayor productividad y el desarrollo de herramientas de tipo especial ha motivado el cambio hacia la tecnologí­a hidráulica y más recientemente a las máquinas servo-eléctricas.

Desde el punto de vista estrictamente productivo, la tecnologí­a de punzonado ha mejorado mucho a lo largo de los años, tanto que actualmente puede alcanzar hasta 1.000 golpes por minuto, incluso más. Además de que las nuevas generaciones de punzonadoras permiten cortar láminas de hasta 120” de largo por 60” de ancho, mientras que las anteriores permití­an láminas de la mitad de estas dimensiones.

La tendencia es hoy, como explican los especialistas, hacia máquinas servo-eléctricas porque proveen mayor rendimiento con un menor consumo energético; también permiten eliminar tiempos muertos mediante configuraciones más rápidas y mejoramiento en tiempos de ciclo de corridas; permiten la utilización de herramientas de nueva generación (cut wheel, rolling wheels, emboss progressive) y mejor control sobre las mismas; incremento en opciones para realización de cortes y dobleces en procesos de punzonado; y mayor precisión en geometrí­as especiales de formado.

“La introducción de mecanismos electromecánicos en punzonado, la capacidad en las dimensiones de corte y el mejoramiento en los ejes de corte ha permitido crear o fabricar partes de mayores dimensiones y con acabados cosméticos y dimensionales muy precisos y excelentes. Hoy los acabados desgastados o rayados en la lámina son cosa del pasado”, asegura Francisco Garcí­a Rendón, ingeniero de procesos de punzonado con 10 años de experiencia en este ramo.

Uno de los grandes avances en la tecnologí­a de punzonado es la posibilidad de programación CAD-CAM y la incorporación de auto-index, junto con el reemplazo del golpe mecánico por el hidráulico y, aunque la mayorí­a de fabricantes han cambiado de la tecnologí­a hidráulica a la eléctrica, algunos otros, como explica Guido Bonazzi, gerente de Ventas para Latinoamérica de Euromac, ha reunido lo mejor de ambas permitiendo generar trabajos no solamente con 30 toneladas, sino tener un control total de profundidad de la herramienta y llegar, incluso, a 2.000 golpes por minuto.

Herramientas

En lo que se refiere a las herramientas de punzonado, se ha incrementado la vida útil de estas en una medida asombrosa, debido a nuevos materiales que logran combinaciones de dureza y resistencia óptimas para el trabajo y por los recubrimientos quí­micos que logran reducir el costo operativo del golpe.

Sin embargo, desde el punto de vista de Bonazzi, son aún más interesantes los avances en herramientas de deformación, porque pueden hacer trabajos que hasta hace tiempo eran impensados como la eliminación de la rebaba en las piezas, plegados interiores, generar roscas, uniones de distintas piezas para el ensamble de un conjunto, demarcación de la pieza, ya sea para la colocar un número de serie o para una marca de armado o lí­neas de soldadura.

“En fin, existe un universo enorme de herramientas, inclusive fabricadas a medida para cada cliente en particular. Estas herramientas de deformación son las que logran cambiar la forma de trabajo en operaciones posteriores, y reducir los costos operativos que muchas veces no son tenidas en cuenta o, si lo son, resultan difí­ciles de reducir sin una punzonadora”, destaca el directivo de Euromac.

En particular el auto-index ha permitido que los plegados puedan quedar más precisos, por lo que el punzonado comenzó a influir mucho sobre las operaciones que vení­an posteriormente a esta operación. Asimismo, los multi-tools han significado la posibilidad de tener varias herramientas en la máquina y que el cambio de una herramienta a otra se realice tan rápido como sea posible.

Es justamente con el avance del herramental con la capacidad de colocarlo dentro de la máquina que se ha logrado disminuir, simplificar o hasta eliminar operaciones secundarias. Por el lado de las máquinas, hay marcas que ofrecen torretas con una gran cantidad de estaciones para colocar las herramientas, y hay marcas que personalizan las torretas de acuerdo con la necesidad del cliente.

En el caso de Euromac, por ejemplo, una torreta puede estar equipada con hasta 66 herramientas para un trabajo, 30 de estas con auto-index, y el mismo cliente puede estar haciendo su siguiente lámina con 30 herramientas (10 con auto-index).

Por su parte, Txema López, gerente de Ventas y Software de Amada Maquinaria Ibérica, afirma que a través de las herramientas que esta marca ha desarrollado, se pueden realizar en la máquina de forma automática pequeñas pestañas, bisagras, roscados para tornillos, eliminando fases posteriores en el proceso de elaboración de la pieza y eliminando utillajes y errores en la realización de esos procesos.

En la actualidad, muchos fabricantes de maquinaria ofrecen diseño de herramientas especiales con el fin de sacar el mayor rendimiento a las máquinas, lo que permite –según López– realizar a las piezas multitud de procesos posteriores de forma sencilla en la propia máquina.

Para el experto en procesos de punzonado, Francisco Garcí­a, en el tema de herramentales se están viendo grandes avances al contar con herramientas que evitan el rayado de la superficie de las láminas, o herramientas con código QR para el control de las mismas, ahora, incluso, se pueden controlar las herramientas en sus dimensiones de manera muy precisa hasta .001” (milésima de pulgada).

Otro de los avances tecnológicos tiene que ver con el cambio de herramientas, según explica Luis Colunga, gerente de Ventas para México de Trumpf: “Ahora es posible tener listo el siguiente juego de herramientas, mientras la máquina está trabajando, cuando la máquina termina y es necesario el cambio de todas las herramientas tardarí­a no más de tres minutos, cuando el cambio es de una o dos herramientas este se realiza en segundos permitiendo que la máquina trabaje más tiempo, eliminando tiempos muertos”.

Trumpf ha desarrollado diversas mejoras en el segmento de máquinas de punzonado como el cabezal eléctrico, la precisión del balero hidrostático, el cargador de herramientas lineal, y el ToolMaster que permite realizar el cambio de herramientas automáticamente para cuando se consideran turnos continuos de producción.

Aunque, como apunta Bonazzi, todo esto no serí­a posible si la programación de estas máquinas no hubiera evolucionado desde la programación por lí­neas de comandos a la actual que es gráfica, lo que ha dotado a la misma de una sencillez importante. El avance desde el diseño CAD y, en consecuencia, los CAM ha favorecido la reducción de costos, minimiza errores, mejora desempeños y disminuye desperdicios. Hoy en dí­a se puede partir del diseño 3D de cualquier programa de renombre comercial y llevar las piezas hasta la punzonadora sin problemas y en una cuestión de instantes.

En opinión de Francisco Garcí­a, no habrá mucho avance en tecnologí­a de punzonado en los próximos años, ya que el sistema de torreta siempre tendrá como base la parte mecánica y esta siempre será la raí­z, así­ que lo que veremos en la parte tecnológica o digital simplemente serán aplicaciones para darle más valor agregado a la máquina.

“Creo que la tendencia será más en las partes mecánicas, ahí­ creo que las punzonadoras tendrán mucho avance en confiabilidad dimensional o mejores rendimientos en los tiempos de ciclo por medio de áreas de trabajo con mayor velocidad y precisión”, comenta.

Por su parte, Iván Morillo, gerente de Ventas Sheet Metal de Danobat, advierte que en plena era de la Industria 4.0 la tendencia es hacia el control total de las máquinas en tiempo real, incluso, con operación a distancia.

En este punto, Luis Colunga, de Trumpf, comenta que los fabricantes ya están subidos a esta tendencia, pues en el caso de la marca que representa se cuenta con TruConnect, un sistema con el que mediante CentralLink se tiene el control de la planta inteligentemente desde la palma de la mano para tomar decisiones importantes en tiempo real para reaccionar a los cambios inesperados del mercado.

Punzonado vs. láser de fibra

Lo que ya es un hecho es que prácticamente todas las marcas de maquinaria están ahora apostando por las máquinas combinadas de punzonado con láser de fibra, ya que estas pueden lograr mucho más sin la necesidad de que un operador mueva la pieza de una operación a otra; sin embargo, se requiere tener la mezcla correcta de piezas o las metas de producción para justificar este tipo de inversión.

Hasta hace al menos seis años, según explica Igor Pinto, director general de Bystronic México, el láser de CO2 fue imperante en corte de calibres delgados; sin embargo, el panorama cambió con la llegada del láser de fibra que es una tecnologí­a que en espesores delgados permite cortar mucho más rápido que el láser de CO2, y se pueden alcanzar productividades muy parecidas a las de la punzonadora a costos de operación mucho más bajos.

“A final de cuentas cuando estás punzonando estás generando una forma a partir de un punzón o dado, y si se tiene que cambiar esta forma en lo más mí­nimo se tiene que cambiar el punzón porque normalmente es muy difí­cil retrabajar los punzones que tienes originalmente, entonces al final de cuentas el láser de fibra ha alcanzado velocidades muy altas, productividades muy parecidas a las de la punzonadora, a costos más bajos y aparte da una mayor flexibilidad porque lo que se pueda dibujar en una computadora, lo puede hacer un láser”, comenta Igor Pinto.

En los últimos cinco años, además, la potencia del láser de fibra se ha quintuplicado, de tal manera que la velocidad de corte ha aumentado muchí­simo en un tiempo muy corto, por lo que con las altas velocidades actuales y la flexibilidad que tiene el láser se pueden tener de dos a tres máquinas punzonadoras por cada máquina de láser de fibra.

Otra ventaja del láser de fibra es que prácticamente no necesita mantenimiento, y su vida útil es casi ilimitada con un costo de operación que es normalmente la mitad o un tercio de lo que serí­a el costo de operación de un láser CO2. Incluso, permite el corte de materiales diferentes como latón y cobre, con espesores mayores respecto de lo que permite la punzonadora que está limitada al tonelaje, pues si bien el láser también tiene limitantes logra un mayor alcance.

Y aunque los planes de Bystronic en México son convertir a los usuarios de punzonado a láser de fibra, el directivo de la empresa considera que en el piso de producción siempre habrá lugar para una punzonadora, ya que operaciones como el formado, obviamente un láser no lo puede hacer.

“El láser de fibra va a reemplazar a las punzonadoras que están haciendo operaciones de punzonado, que están generando formas, agujeros o cuadros en una lámina; pero no las operaciones de formado porque realmente lo que hace el láser es cortar, no se puede formar en la lámina. Simplemente es corte, pero si tú vas a hacer corte hoy en dí­a la elección es láser de fibra”, explica Pinto.

En ello coincide Txema López, de Amada Maquinaria Ibérica, quien considera que las máquinas de punzonado no podrán ser reemplazadas por el láser de fibra por la capacidad que tienen para realizar otros procesos y porque los costos operativos del punzonado son mucho más bajos que cualquier láser.

Aún así­ la perspectiva es que el láser de fibra continuará creciendo aceleradamente en México y el mundo, pues al menos en el caso de Bystronic desde 2016 y lo que va de 2017 no se ha vendido ningún equipo de láser de CO2, sino que todos han sido de láser de fibra y en todo el mundo el 90% de los equipos que vende son de fibra.

En opinión de Igor Pinto, la tasa de introducción del láser de fibra seguirá aumentando porque tiende a reemplazar tecnologí­as como el láser de CO2, el punzonado, incluso, equipos de plasma y también equipos de corte por chorro de agua. Lo que se espera en todo caso es una redistribución de esas tecnologí­as, pues el plasma seguirá siendo la opción en pailerí­a pesada, o en el caso de chorro de agua estará en procesos de corte de materiales muy gruesos y competirá con maquinado, pero definitivamente el punzonado continuará teniendo un lugar en el piso de producción.

Como sea, las marcas ya ofrecen las máquinas combinadas, pues su gran ventaja, a decir de Iván Morillo, de Danobat, es que aglutinan diferentes procesos en un solo sistema, de manera automática además de proporcionar valor añadido a las piezas, como los modelos Silver y Cupra de Danobat, la primera para piezas con contornos irregulares, muchos barrenos y deformaciones; y la segunda para piezas rectangulares, que se obtienen terminadas y separadas en un solo sistema a muy bajo costo.

En tanto que la marca Trumpf cuenta con el modelo TruMatic 1000, una máquina combinada ideal para punzonar cantidades importantes de agujeros, realizar formados, extruidos, roscados, dobleces, que son muy costosos o imposibles de hacer en operaciones estándar, de acuerdo con Luis Colunga.

La serie EML de Amada combina las posibilidades de conformado da las punzonadoras EM de la marca con la flexibilidad de corte de perfiles complejos que ofrece el sistema láser para brindar alta productividad en la producción de componentes complejos y/o series cortas.

Bystronic por su parte, en lí­nea con su estrategia en México, ofrece la ByStar Fiber, una máquina de corte con láser de fibra con alta producción de piezas y calidad incluso en elevados grosores de chapa que, gracias a su láser de 10 kW, logra cortar cuatro veces más piezas que sus competidores que son de 4 kW. Su mejor desempeño está en materiales de entre 8 y 12 mm de espesor.