Un sistema de herramientas de una punzonadora reduce costes en un 20 por ciento

Chad Fredricks de Firelake Manufacturing, con la herramienta Mate SnapLock. Se ha logrado hacer el montaje sin soldadura.

Puede el sistema de herramientas de una punzonadora proporcionar una iniciativa ajustada en la que se incremente la producción hasta el 85 por ciento y se reduzcan los costes al 20 por ciento? Chad Fredricks, supervisor de la fábrica de Firelake Manufacturing LLC, así lo cree.

El uso de las herramientas SnapLock de Mate Precision Tooling introdujo grandes cambios en el modo de fabricación y montaje de cajas eléctricas que se utilizaba en la línea de productos de calentadores y calderas de aceite usado de Firelake. Los cambios introdujeron importantes mejoras en la fabricación al tiempo que redujeron en gran medida los costes de los componentes.

“Identificamos la fabricación y las operaciones de soldadura por puntos de las cajas eléctricas como un punto crítico en los procesos just in time”, explica Fredricks. “Recibimos pedidos estacionales de pequeñas cantidades de cajas eléctricas, entre 100 y 150 por semana, de dos tamaños diferentes. Además de utilizar diversas operaciones para su producción, las cajas se trasladaban para su pintado tras la fabricación y soldadura y, a continuación, se traían de nuevo a la fábrica en espera del montaje en la línea de productos de calentadores y calderas de aceite usado. Constituía un gran reto planificar las operaciones de fabricación, soldadura por puntos, pintado y montaje hasta que desarrollamos un nuevo proceso en torno a la herramienta SnapLock”.

El calentador de aceite reciclado Horizon, patentado por Firelake Manufacturing, utiliza cajas eléctricas fabricadas en el módulo de combustión (circular).

Todos los productos de Firelake poseen diversos componentes metálicos de lámina que se fabrican en los procesos de producción de la empresa en Dassel (Minnesota, EE.UU.). Firelake es una empresa familiar de fabricación que ha cosechado éxitos desde los años cincuenta. En 2002 adquirió la línea de productos de Firelake. Diseñados acorde a los nuevos tiempos, estos productos innovadores rentabilizan el aceite usado gracias a una serie de calentadores, hornos y calderas patentados que funcionan con el aceite usado.

Para fabricar estos productos, la empresa realiza las operaciones de perforación, conformación, soldadura por puntos y montaje utilizando procesos celulares y justo a tiempo.

Hace tres años, la empresa se embarcó en un ambicioso programa de fabricación ajustada que incluía la consideración de nuevo equipamiento y procesos que permitiesen aumentar la productividad y reducir los costes.

“La fabricación ajustada resulta de gran importancia para nosotros”, comenta Fredricks. “Buscamos constantemente nuevas ideas y analizamos minuciosamente cada componente de nuestros productos para comprobar si existe un modo de fabricación que resulte más ventajoso. La chapa metálica es el principal componente de nuestra línea de productos. Los costes de los materiales se han incrementado desorbitadamente, por lo que siempre buscamos nuevas formas que nos permitan ahorrar en materiales y procesarlos con mejores resultados sin comprometer la calidad.”

La herramienta SnapLock fabrica pestañas de acoplamiento automático accionadas por resorte que se enganchan firmemente en los agujeros previamente perforados.

SnapLock en una revista especializada”, comenta Fredricks. “Nuestro equipo de diseño y fabricación analizó las posibilidades de utilizar la herramienta para fabricar nuestras cajas eléctricas a partir de un único componente de chapa pintada o revestida previamente. Hasta entonces fabricábamos las cajas eléctricas a partir de tres componentes perforados que se conformaban y se soldaban por puntos hasta obtener un montaje definitivo. Si conseguíamos reducir el número de componentes de tres a uno ya era un comienzo importante. También lo era unificar las operaciones de producción para que el componente de chapa pudiese perforarse, plegarse y acoplarse sin necesidad de pintarlo ni de soldarlo. Entonces pedimos consejo al ingeniero de ventas de Mate, Paul Yungner”.

SnapLock es una herramienta de unión por enganche que fabrica pestañas de acoplamiento automático accionadas por resorte que se enganchan firmemente en los agujeros previamente perforados. La herramienta forma un pequeño botón en la parte superior del molde metálico que se corta parcialmente para proporcionar un cierre mecánico positivo al engancharse en un segundo agujero perforado en la pestaña receptora. El diseño de la pestaña y del agujero permite que los dos componentes se acoplen firmemente sin necesidad de soldadura u otras operaciones de montaje adicionales.

La herramienta SnapLock está especialmente recomendada para el funcionamiento de la prensa de torreta Amada 345 de Firelake, que procesa material de 0,65 cm de grosor en láminas de 100 cm x 255 cm. La prensa obtiene una precisión de ± 0,004 con ± 0,001 de repetición y con una velocidad de posicionamiento máxima de 7.070 cm/min. Constituye una prensa rápida de 33 toneladas y 58 estaciones con amplia capacidad de torreta, que permite manejar toda la gama de herramientas específicas de las aplicaciones de SnapLock y Mate.

La perforación y conformación de los modelos de cajas eléctricas se realiza con rapidez en operaciones consecutivas de perforación y conformación mecánicas. No requiere soldadura por puntos ni pintura de acabado exterior, ya que los modelos se perforan y conforman a partir de material en lámina de acero revestido o pintado previamente.

Fredricks deseaba obtener el máximo volumen de componentes de cajas eléctricas por lámina para ahorrar material y agilizar la velocidad de prensado.

“El uso del programa de CAD de Striker nos permitió rediseñar las cajas eléctricas para reducir los componentes de chapa de tres a uno”, explica Fredricks. La nueva pieza se diseñó con un molde SnapLock en cada una de las esquinas. Para reducir la cantidad de virutas y agilizar la velocidad de prensado, Fredricks programó la prensa Amada para fabricar tres modelos de cajas eléctricas de cada panel de lámina de 30 cm x 120 cm de acero galvanizado de calibre 20.

Los diseñadores de Firelake realizaron prototipos de prueba y a partir de ellos, Fredricks y su equipo diseñaron el proceso de fabricación y montaje. Se reorganizó el procedimiento de trabajo para aprovechar el diseño celular del departamento de fabricación.

“El nuevo proceso es realmente simple, por lo que cada operador puede realizarlo con facilidad”, explica Fredricks. El operario de la prensa de torreta carga cada lámina para su perforación y conformación y, una vez realizadas, carga una segunda lámina. Mientras se perfora la segunda lámina, el operario separa las piezas terminadas de la primera lámina y las coloca en un freno de presión adyacente (Cincinnati Auto Form 1975). A continuación, el operario conforma los lados de cada caja eléctrica en el freno de presión y engancha las pestañas para obtener una unión firme que no precisa de soldadura. Una vez enganchadas las cuatro pestañas, concluye el montaje de la caja eléctrica. La secuencia se repite para la siguiente caja eléctrica y así sucesivamente. No se precisa un acabado o pintado adicional dado que el material en lámina ya viene revestido o pintado previamente conforme a los criterios de diseño del producto.

Además de la mejora de la productividad y los ahorros en costes y mano de obra, también se han realizado mejoras en la calidad y en la reducción de la contaminación, según Fredricks.

“La soldadura por puntos del material revestido, ya sea galvanizado o pintado, ocasiona problemas de acabado, que suelen necesitar un acabado o pintado posterior. El traslado de las piezas para su pintado era una pesadilla, y la aplicación de la soldadura por puntos sobre el material revestido producía problemas de contaminación. El uso de la herramienta SnapLock nos permitió solucionar estos problemas y, además, mejorar la apariencia de las cajas eléctricas. En total, estimamos que la producción de cajas eléctricas aumentó el 85 por ciento mientras que los costes se redujeron el 20 por ciento. Rentabilizamos la herramienta SnapLock en menos de seis meses. Nuestros operarios se sienten satisfechos con los resultados y no hemos experimentado problemas en su utilización. La herramienta sólo requiere la limpieza y lubricación convencionales”, concluye Fredricks.