Historia de éxito

Calidad sin concesiones

Con los nuevos centros de mecanizado compactos de Heckert para palés de 400 y 500 mm, Starrag ha establecido con éxito nuevos estándares en cuanto a rendimiento y calidad. Un factor clave de estos centros de mecanizado es su elevado grado de rigidez, una característica constante de los conjuntos de marco que se optimiza continuamente en el campo de pruebas. Los usuarios finales se benefician de una mayor productividad y de resultados de mecanizado de alta calidad.

Han pasado casi dos años desde que Starrag presentó sus centros de mecanizado horizontal, desarrollados íntegramente desde cero: el Heckert L40 (módulo de línea para palés de 400 mm) y el Heckert H50 (cuatro ejes para palés de 500 mm). Gracias a su concepto modular, en poco tiempo se lanzaron otras variantes, como la X40/45 de cinco ejes y la T45 multifuncional de cinco ejes.

Durante el desarrollo de esta serie, la empresa con sede en Chemnitz se centró ante todo en lograr una alta productividad por unidad de superficie. Este enfoque fue sin duda un éxito, como lo demuestra la reducción de hasta un 30 % en el espacio necesario para las máquinas y el aumento del 15 % en la productividad. En segundo lugar, los desarrolladores prestaron especial atención a garantizar una alta calidad constante en la ingeniería mecánica, una cualidad que los usuarios de las máquinas Heckert llevan muchos años valorando.


Característica de calidad: «Rigidez»

Los nuevos centros de mecanizado compactos destacan por su alto nivel de rendimiento, fiabilidad de proceso y precisión a largo plazo. Como requisito básico para lograr estas características, un alto grado de rigidez constituye un componente esencial del concepto de diseño. La rigidez es una característica cualitativa fundamental, especialmente en los conjuntos de estructuras, es decir, en bancadas de máquinas, columnas, mesas y unidades giratorias, y resulta necesaria no solo para el corte de alta resistencia, sino también para el mecanizado de materiales exigentes y el fresado de alto rendimiento de materiales ligeros, como los que se utilizan habitualmente en la construcción aeronáutica.

Los diseñadores y los técnicos de la planta de Chemnitz colaboraron estrechamente durante el desarrollo de los nuevos conjuntos de marco, aprovechando sus muchos años de experiencia y los métodos analíticos modernos. Se realizaron numerosos cálculos y experimentos para dar con la combinación perfecta de rigidez, peso y coste.

Enfoque en los conjuntos de estructuras

A lo largo de estos experimentos, se prestó especial atención a la rigidez. Sin embargo, la rigidez nunca se analizó de forma aislada, sino siempre en relación con la amortiguación y otros parámetros. En los procesos de desbaste, por ejemplo, una amortiguación adecuada garantiza que las flexiones cesen de inmediato. Por este motivo, los diseñadores decidieron que una bancada de fundición mineral, estable a la temperatura y resistente a las vibraciones, sería la base perfecta para una máquina que ofrece una gran rigidez general.

A la hora de diseñar las columnas, es necesario diferenciarlas para conseguir resultados perfectos en todo momento. Por eso, Starrag ofrece una versión con peso optimizado para el mecanizado altamente dinámico, mientras que para el corte de alta resistencia se ha desarrollado una columna más resistente con una estructura compuesta. La estructura de acero soldado está rellena de un hormigón especial que garantiza una mejor amortiguación.

La unidad giratoria es otro componente fundamental de las versiones de cinco ejes (X y T) del nuevo centro de mecanizado Heckert. En este caso, los desarrolladores han logrado trasladar el concepto del eje A, que ya ha demostrado su eficacia en los centros HEC, a las nuevas máquinas compactas, con resultados impresionantes. El montaje doble simétrico confiere al portapiezas una estabilidad óptima, gracias al apoyo de ejes circulares de alta precisión y alto rendimiento y de palés de alta precisión, lo que permite mecanizar las piezas de forma dinámica y con un alto nivel de precisión. 

Incluso la herramienta y el mandril de pinza se diseñaron teniendo en cuenta la rigidez. Si se requiere que el centro de mecanizado ofrezca un alto rendimiento de corte, Starrag recomienda los modelos Heckert H55, X45 y T45, que vienen equipados de serie con el portaherramientas HSK-A100 o HSK-T100. Esto se debe a que el amplio soporte plano proporciona la rigidez necesaria para la fijación de la herramienta. 

Optimización en el campo de pruebas

Especialmente en el caso de máquinas nuevas, como el centro de mecanizado horizontal Heckert, es importante que el prototipo o el modelo anterior demuestre que la combinación de todos los conjuntos de la estructura es capaz de ofrecer el resultado esperado. La planta de Starrag en Chemnitz cuenta con un campo de pruebas perfectamente equipado para este tipo de optimizaciones, no solo en lo que respecta al equipo de medición necesario, sino, sobre todo, en cuanto al personal especializado requerido para llevar a cabo una amplia gama de tareas de ensayo y evaluación de propiedades.

Heckert

En los ámbitos de la mecánica, la electrónica y la tecnología de control, entre otros.

Klaus Frost, experto en análisis experimental de la calidad, describe el procedimiento de la siguiente manera: «La máquina debe demostrar su eficacia en la práctica durante diversos procesos de funcionamiento. En este ejemplo, se probó el rendimiento de corte del accionamiento principal hasta el límite de parada. En el ejemplo actual, al cortar acero templado (C45), nuestra nueva Heckert T45 alcanzó un volumen de corte de 1200 cm³/min, a 300 mm por encima del eje de giro y sin necesidad de enfriamiento. Esto supone una reducción considerable de la potencia de 45 kW». Frost continúa diciendo: «Sin embargo, esta prueba solo se considerará un éxito si conseguimos una superficie perfecta con un bajo nivel de desgaste de la herramienta. Un rendimiento de corte que se pueda alcanzar gracias a la tecnología carece, en última instancia, de sentido si el resultado no cumple las expectativas o si el tiempo ahorrado se ve contrarrestado por unos costes de herramientas tan elevados que ya no resultan rentables». 

Para lograr un resultado global satisfactorio, la máquina debe ofrecer un alto nivel de rigidez, tanto en movimiento como en reposo. Esto significa que, tras la prueba de rendimiento de corte, se realizan más pruebas. En primer lugar, se realizan mediciones estáticas en la máquina anterior. La flexibilidad de los módulos se determina mediante bancos de ensayo y hasta 20 medidores, midiendo las fuerzas estáticas en todas las direcciones.

Esto permite saber rápidamente si la simulación realizada previamente era precisa. Igualmente importante, aunque mucho más compleja, es la prueba que se realiza en la máquina mientras está en movimiento. Mediante un excitador hidráulico, la máquina se somete a frecuencias infinitamente variables de hasta 500 Hz. Klaus Frost explica las ventajas de esta medida: «Obtenemos una visión clara de todas las vibraciones relevantes que se producen durante el funcionamiento de la máquina y comprendemos su importancia para el proceso de corte posterior. Los resultados obtenidos en los ensayos cuasiestáticos son fundamentales. Mediante métodos de medición dinámicos, podemos determinar qué componentes sufren deformaciones estáticas, llegando incluso a nivel de piezas individuales». Durante este proceso, Frost y sus colegas registran los resultados de varios cientos de puntos de medición.

Una vez realizado este análisis, siempre se rediseña la construcción para incorporar los resultados en la próxima producción en serie, mejorando así aún más la máquina. A continuación, la máquina anterior se envía al cliente para que realice pruebas industriales.

El proceso de optimización, mediante el cual se mejoran la rigidez y la simetría térmica de las máquinas Heckert, se extiende desde la planta de Chemnitz a otras gamas de productos. Este proceso aporta un valor verificable a todo el grupo, tanto si se trata de conjuntos y bancadas de máquinas de los centros ECOFORCE de Mönchengladbach como de máquinas STC de Rorschacherberg.

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