Los husillos a bolas de NSK sustituyen los sistemas hidráulicos en prensas de polvo
La empresa Osterwalder AG con sede en Suiza está reemplazando los sistemas hidráulicos por sistemas servoeléctricos que incorporan husillos a bolas de la serie HTF de NSK en su última gama de prensas de polvo. Como resultado de este cambio, los usuarios de los nuevos sistemas pueden lograr una reducción en el consumo de energía de alrededor del 80% y producir piezas prensadas con una precisión dimensional muy superior. Todo ello permite reducir los trabajos de acabado, como el fresado con fresas de diamante al tiempo que reduce los costes del procesamiento y de material.
Las herramientas de corte de metal, como los insertos de carburo, suelen producirse usando la tecnología de prensas de polvo. Este proceso implica el llenado de una aleación de polvo de metal en una matriz y el prensado a la forma deseada antes del proceso final de sinterización. Al final del proceso, los fabricantes de herramientas exigen la colocación de insertos que estén tan cerca como sea posible del perfil final, ya que el acabado posterior es caro y difícil porque los insertos sinterizados son extremadamente duros.
Osterwalder AG, que desarrolla su actividad centrada en proporcionar soluciones que resuelvan problemas de este tipo, tiene la sede en Lyss, a unos 15 km de la capital suiza, Berna. Para conseguir una mayor precisión en el proceso de prensado en polvo, la compañía recientemente tomó la decisión de introducir nuevos sistemas de accionamiento: las series CA SP Electric y CA HM Electric. La tecnología de accionamiento directo (DDT, por sus siglas en inglés) con motores servoeléctricos y husillos a bolas de NSK sustituye los antiguos sistemas hidráulicos, que ahora sólo se utilizan en las prensas que requieren presiones excepcionalmente altas.
Por medio de la tecnología DDT, se realiza el prensado con una precisión mucho mayor, como confirma Michael Sollberger, ingeniero de desarrollo de Osterwalder: “Podemos posicionar estos sistemas con un margen de 1 μm y alcanzar unos niveles muy altos de repetibilidad”. Los husillos a bolas de alta resistencia de la serie HTF (High Trust Force) de NSK son los responsables del movimiento lineal de las prensas de Osterwalder. La sincronización precisa del movimiento es importante ya que cualquier interrupción o irregularidad en el proceso puede conducir a errores dimensionales o a la rotura de las inserciones durante la sinterización.
Los husillos a bolas HTF también permiten tasas cruzadas muy altas, lo que ayuda a minimizar los tiempos de cada ciclo. Por otra parte, se pueden aplicar fuerzas axiales extremadamente elevadas, con la geometría patentada que garantiza una distribución uniforme de la carga sobre todas las bolas en la operación. En combinación con la tecnología especial para la separación de las bolas, se evita el desgaste prematuro y se asegura una fiabilidad muy alta.
Junto con la elevada precisión y una buena capacidad de control, los usuarios de las prensas de polvo de Osterwalder que incorporen los nuevos sistemas de accionamiento también podrán conseguir un ahorro energético de alrededor del 80%. Una prensa de polvo con un accionamiento hidráulico y una fuerza de presión de 160 kN tiene un consumo de energía de hasta 15 kW. Por el contrario, un sistema servoeléctrico solo requiere de 2,5 a 3,5 kW. Puesto que los clientes de Osterwalder suelen trabajar con un número de prensas de polvo comprendido entre 10 y 70, el potencial de ahorro de costes es muy amplio.
Una ventaja adicional de la adopción de la solución de transmisiones por husillos a bolas es que las prensas ahora ocupan mucho menos espacio. Además, el mantenimiento puede reducirse porque no hay válvulas de control hidráulico ni otros componentes de alto mantenimiento, al tiempo que las temperaturas de trabajo son más constantes ya que no se genera el calor que producen los sistemas hidráulicos. La reducción de ruido es otro de los beneficios, como explica el Sr. Sollberger: “Nuestros sistemas hidráulicos funcionan justo por debajo del límite de 75 dB, mientras que los sistemas servoeléctricos son muy silenciosos y trabajan sólo entre 58 y 60 dB”.
En las series CA SP Electric y CA HM Electric se utilizan varios husillos a bolas de NSK, que son los que desplazan simultáneamente las partes superior e inferior de las matrices. Osterwalder introdujo por primera vez los sistemas servoeléctricos en las prensas de 160 kN y luego en los modelos de 320 kN. En total, más de 100 de esas prensas funcionan satisfactoriamente en varias instalaciones. De cara al futuro, NSK cree que esta tendencia podría alcanzar incluso a las prensas de hasta 4.000 o incluso 5.000 kN con la serie HTF.
Los husillos de bolas de la serie HTF están disponibles en una amplia variedad de diámetros, sistemas de recirculación, opciones de rosca y sellado y pueden complementarse con rodamientos de apoyo de husillos a bolas de alta resistencia NSK (serie TAC) y guías lineales (serie RA). NSK es la única compañía que puede ofrecer un sistema de propulsión mecánica completo que encaje perfectamente con las distintas partes.
Además de los elementos prensados de carburo, la tecnología es igualmente aplicable a componentes hechos de polvo de hierro, cerámica y de materiales magnéticos. Los husillos a bolas de la serie HTF también se han visto ampliamente adoptados por los fabricantes de máquinas de moldeo por inyección de plástico.
