Stam, pionero en el perfilado de sección variable

Cuando en 1963 Stam SPA inició su actividad, la tecnología ofrecía la posibilidad de producir perfiles de sección fija con una serie de rodillos dedicada. Solo mediante el cambio de utillajes manual, a todas luces pesado y que tomaba mucho tiempo, era posible modificar la geometría del producto perfilado. En 2013, Stam —marca comercializada por Valle Perfiladoras— ha derribado una nueva frontera tecnológica construyendo una máquina capaz de realizar el perfilado de sección variable en largueros hasta 7 milímetros de espesor. El éxito obtenido durante el desarrollo y las pruebas realizadas ha sido la mejor forma de celebrar los 50 años de la fundación de Stam.

En 1963, en el sector de la automoción (automóviles y vehículos comerciales), el uso de perfiladoras era poco menos que nulo. La producción de los largueros estructurales de los camiones, por ejemplo, que consisten en perfiles en forma de U de varias secciones con espesores variables de 4 a 12 milímetros, se realizaba mediante enormes prensas y troqueles dedicados para cada perfil individual. Para pasar de un modelo a otro era necesario cambiar los troqueles obviamente de grandes dimensiones.

En 1989 Volvo Truck, cuando inauguró su nueva planta en Tuve-Goteborg, decidió introducir un sistema de perfilado flexible, para la producción de los largueros U, y confió en Stam la construcción de la línea de perfilado. En esas fechas Stam ya había construido algunas instalaciones automáticas y flexibles para perfiles con forma U y C para el sector de la construcción.

La máquina construida para Volvo permitía modificar en automático con la maquina parada el ancho, espesor y la altura de un perfil de tipo constante durante su longitud, regulando la posición de todos los rodillos de perfilado, marcó un hito en el perfilado flexible.

Con el transcurso de los años los mayores constructores de camión se han dotado de la tecnología ofrecida por Stam, con evidentes ventajas de flexibilidad y rapidez en el cambio de la producción y de reducción de costes en diferentes utillajes.

En 2007, Stam y la compañía española de su propiedad, Valle perfiladoras, afrontaron un nuevo desafío tecnológico nacido de la demanda del sector de la automoción. Desde hacia años que el sector del perfilado se interrogaba sobre la posibilidad de perfilar un producto de sección variable, es decir, un producto que en su longitud modificase sus dimensiones geométricas o de sección; en el caso de un perfil U, por ejemplo, un producto que cambiase el ancho del alma a lo largo del perfil.

Se celebraron conferencias a nivel europeo sobre este tema, diversos constructores probaron distintos prototipos, con la evidente dificultad de alcanzar las características cualitativas y de calidad mínimas indispensables para la aplicación final.

Stam pasó de la teoría a los hechos, construyendo y poniendo en marcha la primera perfiladora de sección variable para perfiles tipo U, utilizada en producción para la fabricación de traviesas de vehículos comerciales ligeros. Se trató de una máquina totalmente innovadora, en la cual cada cabezal de perfilado de forma individual gira y se desplaza transversalmente, todo controlado numéricamente a medida que el perfil avanza por el interior de la maquina de modo que estos movimientos siguen la sección variable de perfil.

Este año 2013 Stam ha dado un paso más adelante: ha proyectado y construido una máquina capaz de realizar el perfilado de sección variable en largueros hasta 7 milímetros de espesor. El material perfilado es acero HSLA, con un límite de rotura de 350 a 500 Mpa.

Tras la victoria que supuso la entrada en producción de la maquina producida para perfiles de sección variable tipo U para vehículos ligeros, el sector de la automoción requería insistentemente la posibilidad de realizar perfiles con sección U, u otras secciones distintas de espesor más elevado, hasta 7 milímetros, para usar en el sector de los medios de transporte pesados. Tener perfiles, largueros en este caso, de sección variable permite optimizar la estructura del chasis bajando la altura del alma en una o en ambas zonas de la extremidad del perfil.

Ejemplo de perfil de sección variable, hasta 7 mm de espesor, producidos en Stam.

La mayor parte de estos productos se obtienen mediante prensas o centros de soldadura que pliegan o sueldan conjuntos de las formas adecuadas, para construir los largueros con la sección deseada. Más allá del gran uso de mano de obra y espacio, las piezas obtenidas en las prensas o soldaduras presentan tensiones y deformaciones que deben corregirse en posteriores estaciones de enderezado.

La posibilidad de producir estos particulares largueros, de longitud hasta 15 metros, con la línea de perfilado automática y en continuo, representa una enorme ventaja a nivel de flexibilidad y de personal empleado y sobre todo en la calidad y coste del producto final.

La máquina, construida por Stam, dispone de estaciones de perfilado generosamente dimensionadas, capaces de soportar el esfuerzo derivado de las acciones de conformado de la chapa y de todas las tensiones y cargas generadas por el movimiento de dichos cabezales durante el avance de la chapa mientras el material esta plegándose entre los rodillos.

Contemporáneamente es necesario disponer de un sistema reactivo, con la capacidad de moverse rápidamente para copiar la forma de la chapa entrante y obtener una velocidad de perfilado adecuada. Mas rápido que el avance de la chapa deben ser los cabezales individuales de perfilado, que deben desplazarse lateralmente y rotar sobre su eje para reseguir la forma curvilínea del pliegue que se está realizando.

Todo el sistema para el movimiento de los cabezales ha requerido un esfuerzo tanto en el proyecto como en su fase constructiva a la vanguardia de la tecnología para poner de acuerdo robustez y agilidad en los movimientos.

Una problemática de impacto similar es la del sistema de guiado del material a la entrada de la perfiladora y durante todo el proceso de perfilado. El sistema de guía tradicional simplemente debe mantener en su trayectoria el borde recto e invariable de un fleje o un formato de chapa de ancho constante desde el inicio al fin de proceso.

Sin embargo, en el perfilado de sección variable el ancho del material cambia constantemente y las guías deben seguir la forma de la pieza a perfilar. Es evidente que una máquina de tal complejidad mecánica requiere de sistemas eléctricos y electrónicos de altísimo nivel.

Basta pensar que la máquina tiene mas de 100 ejes dinámicos, que cambian continuamente de posición durante el perfilado, y más de 40 ejes fijos, cuya posición se ajusta según la producción a realizar en cada momento. Cada eje es comandado por un servomotor, con control de posición por anillo cerrado, y se mueve de forma independiente y distinta al resto según su posición física a lo largo de la línea.

Además del trabajo de selección de los componentes electrónicos de altísimo nivel, se ha desarrollado un software de control capaz de gestionar la posición de todos los ejes dinámicos al cambiar la posición del perfil dentro de la maquina, todo ello con una precisión, fiabilidad y repetitividad absoluta.

Está claro que un error en el movimiento o desplazamiento de un simple cabezal durante el perfilado de un larguero de 7 milímetros de espesor podría llegar a causar daños. Para tener bajo control esta eventual situación se ha desarrollado un sistema continuo de monitorización de la situación que puede parar el proceso inmediatamente si advierte anomalías.

La máquina desarrollada es capaz de perfilar piezas de espesores y formas diversas y no está atada a un único diseño o forma. De hecho, los constructores de medios de transporte tienen en su producción varios modelos y varios chasis y deben ser capaces de pasar rápidamente y con seguridad de un diseño a otro y deben, además, poder hacerlo con facilidad de programación.

SW CAD/CAM para el programa de la maquina – modelo 3D.

Con ese objetivo se ha ideado un sistema de CAD/CAM que partiendo de un diseño CAD del cliente, en formato dwg o dxf, convierte el diseño en un fichero de programación para la máquina. El software calcula automáticamente la posición que deben tener y los movimientos a realizar de las distintas estaciones de perfilado y las guías del material mientras el perfil avanza por el interior de la perfiladora.

Durante las fases de test de un nuevo producto, como en todas las perfiladoras con configuración controlada desde un ordenador, puede ser necesario realizar algunas correcciones, una vez encontrado el ajuste adecuado éste se guarda en el ordenador para su uso en posteriores ocasiones.

La máquina construida por Stam y su puesta en marcha ha dado unos resultados excelentes. El cliente, interesado en esta tipología de instalaciones, ha podido medir todas las piezas producidas y controlar la repetitividad del proceso y compararlo con su proceso actual.