Ha llegado la hora de incorporar una nueva generación de soluciones de herramientas

Para los fabricantes, desviarse del método de trabajo convencional —ya sea un proceso de producción, método de comunicación o una máquina o herramienta de confianza— conlleva riesgo. Por ello, no debe sorprendernos que recurrir a la vieja cantinela de ‘si no está roto por qué arreglarlo’ sea tan tentador. ¿Es posible que una nueva herramienta o proceso digitalizado cree más problemas que beneficios?

Hay más consenso que nunca sobre la necesidad de que los fabricantes cambien con los tiempos; ya se dediquen a la producción en serie o a la producción por lotes. Los estudios de Pinsent Masons, el bufete de abogados alemán, han identificado los tres principales motores del cambio.

Primero, su sondeo de 100 fabricantes y estudiantes alemanes llegó a la conclusión de que las tecnologías de la Industria 4.0 disruptivas, como la inteligencia artificial (IA) y la automatización inteligente, están “provocando una nueva revolución industrial”. Segundo, la agenda ecologista dirige rápidamente a los fabricantes hacia modelos de negocio de bajas emisiones de carbono. Tercero, Pinsent Masons cree que “las presiones macroeconómicas como el Brexit, y ahora la COVID-19, provocarán la fragmentación de las cadenas de suministro mundiales”.

¿Cómo es posible superar estos tres obstáculos sin perder de vista los dos principales retos: incrementar el volumen de producción y reducir los costes? y, ¿cómo pueden hacerlo mientras mecanizan uno de los materiales de trabajo ISO P (acero) más comunes y complejos? La respuesta reside en las herramientas de siguiente generación; incluso si la última generación de herramientas no está rota.

Primero, echemos un vistazo a los dos objetivos por excelencia de cualquier fabricante para lograr un torneado de acero rentable: incrementar la producción y reducir costes. Los fabricantes deben forzar la reducción de los costes de producción correspondientes a su situación específica. La situación dependerá de si se dedican a producciones en serie o por lotes. Esta situación es incluso más impredecible en la era COVID-19, donde los fabricantes se enfrentan a escenarios de alta y baja demanda cambiantes y deben adaptarse en consecuencia.

Los fabricantes deberán luchar por maximizar el volumen de producción de sus operaciones de mecanizado, el cual, según los estudios de Sandvik Coromant, puede reducir el coste por pieza un 15%. Para mantener el incremento de la productividad de la máquina, también es necesario aumentar el régimen de arranque de metal y reducir los componentes rechazados y los desechos, fabricando así más componentes de acero en menos tiempo.

La piedra angular de todo esto es la elección de herramienta del fabricante, en concreto, su elección de plaquita. Por ese motivo, Sandvik Coromant recomienda elegir calidades de plaquita para torneado de acero capaces de ofrecer un rendimiento predecible y consistente.

Sandvik Coromant ha incorporado dos calidades de plaquita de metal duro a su gama existente, GC4415 y GC4425. El nombre de las plaquitas hace referencia a P15 a P25, los requisitos que imponen las diferentes condiciones de trabajo en los parámetros de mecanizado (datos de corte, acabado superficial, profundidad de corte, superficies mecanizadas o desbastadas, cortes continuos o discontinuos).

Las dos nuevas calidades de metal duro de Sandvik Coromant pueden cumplir estos parámetros. Mientras que GC4425 ofrece una resistencia al desgaste, resistencia térmica y tenacidad optimizadas, la calidad GC4415 ha sido diseñada para complementar a GC4425 cuando sea necesario mejorar el rendimiento o incrementar la resistencia térmica.

Ambas cuentan con la segunda generación de la tecnología de recubrimiento Inveio®. El microscopio nos permite ver qué convierte a la tecnología Inveio en tan exclusiva: la superficie del material presenta una orientación unidireccional del cristal. Cada cristal está alineado hacia el filo, lo que crea una fuerte barrera que mejora la resistencia al desgaste en cráter e incidencia. Además, también se dispersa el calor de la zona de corte más rápidamente, lo que conserva la forma del filo durante más tiempo en corte.

Por tanto, GC4415 y GC4425 pueden mecanizar más cantidad de piezas en configuraciones de producción por lotes y en serie. Cada plaquita contribuye a ampliar la vida útil de la herramienta, eliminando las roturas repentinas y reduciendo el remecanizado y los descartes.

Gracias a la capacidad de mecanizar más componentes en un reglaje, las nuevas calidades de plaquita pueden reducir las interrupciones de la producción provocadas por los cambios frecuentes y el tiempo dedicado a encontrar la plaquita correcta para cada aplicación y material; estos dos factores son los mayores consumidores de tiempo de la producción moderna.

El refrigerante puede mejorar el rendimiento de la plaquita, proporcionar un rendimiento incluso mejor en todos los aspectos y jugar un papel clave al reducir los costes de producción general. El refrigerante por abajo controla la temperatura en la zona de corte, lo que resulta en una vida útil optimizada y un mecanizado predecible. Esto permite a los operarios incrementar la velocidad de corte o avance, lo que permite aumentar más si cabe la productividad y maximizar la producción.

Además, el refrigerante de precisión, con boquillas predirigidas, orientado directamente a la zona de corte es una forma excelente de garantizar el control de virutas. Ese es el motivo por el que, si se aplica correctamente, maximizará la producción, aumentará la seguridad del proceso y mejorará el rendimiento de la herramienta y la calidad de la pieza. Esto son todo piedras angulares del mecanizado exitoso.

Hemos examinado cómo factores como la elección de la herramienta y el uso de refrigerante pueden aportar beneficios de mecanizado tangibles; pero, ¿qué puede ganar el mundo de la fabricación si aplica la nueva metodología a sus operaciones de torneado de acero?

Los especialistas de Sandvik Coromant se plantearon esta cuestión, y el resultado fue lo que llamamos PrimeTurning, solución diseñada como una buena elección para producciones en serie o componentes que requieren cambios de herramienta y reglaje frecuentes. Si el torneado es un cuello de botella, las empresas se ven obligadas a limitar el número de piezas que producen por turno. Por ello, los fabricantes deben replantearse sus procesos de torneado para sacar el máximo partido a sus máquinas-herramienta modernas, que actualmente están siendo subutilizadas.

Es aquí donde PrimeTurning demuestra su mayor valor, ofreciendo flexibilidad para tornear en todas las direcciones. Con él, los talleres pueden implementar una productividad polifacética sin comprometer la seguridad del proceso y la vida útil. Este tipo de torneado es mucho más eficiente y productivo que el torneado convencional.

Desde su lanzamiento, a principios de año, GC4415 y GC4425 han demostrado aportar grandes beneficios.

En un caso, un fabricante de ingeniería general, comparó la plaquita GC4415 con una plaquita de la competencia, y las puso a mecanizar una pieza de acero AISI/SAE CMC 02.1 con una dureza Brinell de 220 HB.

Al someter la pieza a torneado axial exterior y desbaste ligero, el cliente pudo aplicar GC4415 a una mayor velocidad de corte (vc) de 300 m/min (984 ft/min) y velocidad de avance (fn) de 0,33 mm/rev (0,013 pulg./rev) frente a la plaquita de la competencia, que operó a vc de 250 m/min (820 ft/min) y fn de 0,25 mm/rev (0,009 pulg./rev). La plaquita de la competencia mecanizó 200 piezas por filo, mientras que GC4415 mecanizó 256 piezas antes de mostrar señales de riesgo de rotura. Al cambiar a GC4415 e incrementar los datos de corte, el cliente logró aumentar la productividad un 210% y reducir el coste un 53%.

Esto es un claro ejemplo de que la cita de Maquiavelo, “quien desee éxito constante debe adaptar su conducta a los tiempos”, es un excelente consejo para el mundo de la fabricación.