Las empresas que suministran piezas preacabadas al sector automotriz necesitan una planta de producción de alto rendimiento basada en el mecanizado. Una de esas empresas es Brabant Alucast, especializada en fundición a presión de piezas ligeras. Una instalación de este tipo se encuentra en la sede central de la empresa, en Oss (Países Bajos). Cuenta con ocho centros de mecanizado horizontales Heckert que, gracias a su dinámica y a su sofisticado diseño, garantizan una alta calidad y tiempos de ciclo reducidos. Los dos nuevos centros de mecanizado HEC 500 D obtuvieron resultados especialmente impresionantes en las pruebas comparativas.
Brabant Alucast se ha especializado en el diseño, el desarrollo y la fabricación de piezas de aluminio y magnesio fundidas a alta presión para la industria automovilística. Es una de las principales empresas europeas del sector en cuanto a clasificación de calidad y volumen de ventas anual. La empresa tiene su sede en Oss, en los Países Bajos, y cuenta con otras cuatro sucursales en los Países Bajos, Alemania, Italia y la República Checa. Utiliza una amplia variedad de métodos de producción para fabricar piezas de alta calidad para sus clientes. Entre estos métodos se encuentran las tecnologías Exactfit Casting™ y Vacural® Casting, ambas desarrolladas internamente.
Pero Brabant Alucast ofrece mucho más que su capacidad de fundición a presión de entre 300 y 4000 toneladas. Lo que realmente distingue a la empresa es su completa gama de soluciones, que incluye el mecanizado CNC y el montaje de componentes de automoción. La calidad y la orientación al cliente revisten especial importancia en este sentido. Brabant Alucast ha obtenido la certificación ISO/TS 16949 (2009) para el sector de la automoción por su sistema de gestión de la calidad y ha sido galardonada en seis ocasiones con el European Aluminium Award (sector de la automoción) por su enfoque orientado al cliente.
Brabant Alucast cuenta con una plantilla de unas 300 personas en su planta de Oss, dedicada a la fundición a presión y al mecanizado de piezas de gran tamaño fabricadas con diversas aleaciones de magnesio y aluminio. Las piezas fabricadas son, en su mayoría, componentes de motores y cajas de cambios o elementos estructurales que se suministran preacabados a BMW, GM/Opel, PSA, DAF, VW/Audi, Toyota, ZF y otros fabricantes.
Historia de éxito
Velocidad, precisión y fiabilidad del proceso a largo plazo
20 %
faster machining time
Máquinas dinámicas Heckert para el mecanizado de piezas de aluminio y magnesio fundidas a presión
Como ingeniero de desarrollo de piezas y procesos, Christiano Sala es responsable del mecanizado CNC en Oss. Entre las máquinas de esta zona se encuentran ocho de Heckert: seis CWK 500 D y, desde hace poco, dos HEC 500 D. «Conozco a Heckert desde hace bastante tiempo como líder mundial en centros de mecanizado aptos para el fresado, el taladrado y el torneado de piezas complejas. Fue un golpe de suerte para nosotros cuando Benny Van Haver, del departamento de ventas de Heckert, se puso en contacto con nosotros en 1999 para recomendarnos el centro de mecanizado CWK 500 D para el mecanizado de una carcasa de volante. Esto se debe a que esta máquina, con un desplazamiento rápido de 82 m/min y una aceleración de 1 g, nos permitió alcanzar, con diferencia, el tiempo de producción más corto». El diseño robusto de la máquina, el tamaño del círculo de colisión y las opciones de sujeción hidráulica cumplieron las expectativas de Christiano Sala y sus compañeros.
Benny Van Haver, responsable de Brabant Alucast en los Países Bajos y director de ventas para los países del Benelux en el Grupo Starrag, confirma que esta exitosa colaboración se ha ampliado en los años posteriores: «Trabajamos juntos para construir un sistema de carga robotizado para el CWK. Después recibimos otros cinco pedidos del CWK 500 D para el mecanizado de cárteres de aceite, carcasas de válvulas, bastidores de escalera, cárteres de cigüeñal y carcasas de caja de cambios. Todas las máquinas están diseñadas con una interfaz de automatización robótica, y algunas cuentan con equipos de protección contra incendios para el mecanizado de magnesio. Los seis sistemas Heckert CWK siguen funcionando en tres turnos, sin que se haya observado una disminución notable de la precisión ni del rendimiento. La calidad a largo plazo de estas máquinas hace que la inversión merezca especialmente la pena», opina Christiano Sala.
Mucho más rápido que otras máquinas similares.
Como explica Christiano Sala: «Por supuesto, antes de adquirir las dos nuevas máquinas HEC 500 D, llevamos a cabo un exhaustivo estudio para determinar cuáles serían las más adecuadas para esta aplicación a largo plazo». Al fin y al cabo, estamos hablando de cantidades del orden de 100000 unidades al año, probablemente a lo largo de varios años». Utilizando exactamente el mismo programa, Sala y sus compañeros compararon el tiempo de producción por pieza en un Heckert CWK 500 D fabricado en 2005 (402,0 s) con el de un centro de mecanizado japonés fabricado en 2013 (388,4 s) y el del nuevo Heckert HEC 500 D fabricado en 2015 (321,2 s). Los resultados (véanse los valores entre paréntesis) fueron claros: El HEC 500 D fue un 20 % más rápido que el modelo anterior CWK 500 D y un 17,3 % más rápido que el centro de mecanizado japonés, que solo tiene dos años menos.
Para Benny Van Haver, esto confirma el éxito del trabajo de desarrollo llevado a cabo en Heckert: «El departamento de I+D ha conservado características probadas, como la construcción robusta y duradera de la máquina, pero ha actualizado detalles esenciales para adaptarlos a los últimos estándares tecnológicos, por ejemplo, con accionamientos de avance altamente dinámicos y guías de rodillos sobre carriles perfilados de extrema precisión en todos los ejes lineales». Christiano Sala también está muy satisfecho con el resultado: «Es estupendo ver que Heckert se toma en serio nuestras sugerencias y las de otros usuarios, y que incorpora las mejoras correspondientes». Para él, este éxito se traduce en beneficios económicos, ya que la reducción de los tiempos de ciclo garantiza que la capacidad de las dos máquinas HEC sea suficiente para el volumen del último pedido. Con las máquinas anteriores, habría sido necesario invertir en un tercer centro de mecanizado.
Husillo de motor: de 0 a 20000 rpm en un segundo
La reducción del tiempo de producción se debe en gran medida al avance rápido de 100 m/min y a las aceleraciones de 1 g en los ejes lineales. Además, el husillo de motor ofrece unas prestaciones impresionantes: Su rango de velocidad oscila entre 50 y 20000 rpm, su potencia (con un ciclo de trabajo del 40/100 %) es de 50/48 kW y su par (con un ciclo de carga del 40/100 %) es de 85/60 Nm. Acelera (según la norma VDI 2852) de 0 a 20000 rpm en solo un segundo. Con el mismo programa CN, la misma configuración y las mismas herramientas, esto redujo considerablemente el tiempo no productivo. «Si se optimiza el programa en cuanto a los datos de mecanizado, probablemente se podría reducir el tiempo de ciclo en un 10 % más», estima Benny Van Haver, director de ventas para los países del Benelux del Grupo Starrag.
El ingeniero de desarrollo Sala también es consciente del potencial que tiene el husillo: «El cárter de aceite, por ejemplo, tiene numerosas roscas M6.
Nos llevó 109 segundos fabricarlas en el CWK. En el HEC solo necesitamos 77,5 segundos. Estas cifras tampoco tienen en cuenta ninguna optimización de la velocidad del husillo. Probablemente podamos utilizar herramientas de PCD para alcanzar velocidades de corte aún mayores y reducir el tiempo principal».
Sin embargo, los nuevos componentes aún se encuentran en la fase inicial. Esto significa que, además de las piezas superiores del cárter de aceite, en el futuro se fabricarán en las máquinas HEC las tapas de culata y, posiblemente, algún otro producto, con el fin de garantizar una utilización ininterrumpida. Por lo tanto, la producción sigue alternándose entre las máquinas HEC y CWK, y los programas CN deben adaptarse a la máquina «más débil». El mecanizado no se puede optimizar hasta que los responsables de mecanizado hayan acordado una asignación definitiva.
Mayor fiabilidad de los procesos con las nuevas máquinas Heckert HEC
Los centros de mecanizado horizontales HEC, de gran dinamismo, sustituyeron en 2011 a su predecesora, la serie CWK. Su configuración es tan flexible que permiten mecanizar una amplia gama de materiales para todos los sectores de la industria metalúrgica. Heckert ofrece centros HEC con un paquete dinámico especialmente diseñado para el mecanizado de aleaciones ligeras. Se caracterizan por los altos valores mencionados anteriormente en cuanto a velocidad, desplazamiento rápido y aceleración.
Gracias a su estructura (térmicamente) estable, a sus completos dispositivos de control y monitorización y a su sistema de servicio y diagnóstico de última generación, Heckert garantiza a los usuarios una precisión de mecanizado a largo plazo en la clase de tolerancia IT5. Para Christiano Sala, esto supone una ventaja importante, ya que sus componentes suelen funcionar en un sistema automatizado de tres turnos durante muchos años; además, está prevista la carga robotizada para la HEC 500 D. Esto significa que es fundamental contar con un alto nivel de fiabilidad en los procesos. «Debemos conseguir unas dimensiones regulares con un índice de capacidad del proceso CpK de 1 y unas características críticas con un CpK de 1,67», afirma el ingeniero de desarrollo. Las piezas superiores del cárter de aceite incluyen numerosos encajes H7, como los orificios de la válvula de control de escape (OCV), que deben alojar válvulas de alta precisión para el ajuste del árbol de levas. Por lo tanto, es importante que el diámetro y la concentricidad sean precisos, así como la calidad de la superficie, que es de Ra = 0,8 micras.
40 %
higher overall productivity
Calidad hasta el último detalle
Benny Van Haver, representante del Grupo Starrag, destaca algunas mejoras clave en los detalles del HEC 500 D en comparación con el modelo anterior: «Las cubiertas telescópicas del modelo anterior se han sustituido por completo por chapas metálicas fijas en la máquina. Esto permite una mayor aceleración y un desplazamiento rápido, ya que no es necesario transportar la chapa junto con los ejes lineales. Además, el espacio de trabajo tiene ahora una sección transversal en forma de embudo, lo que significa que las virutas caen en el centro sobre un transportador de virutas. Esto significa que ya no hay montones de virutas, ya que estos ponen en peligro la fiabilidad del proceso». Además, los nuevos cargadores de herramientas garantizan una limpieza excelente. Para ello, se retiraron todos los conjuntos hidráulicos de la zona circundante y se evitó que las virutas y el agua de refrigeración entraran en contacto con el cambiador.
Christiano Sala está convencido de que el Heckert HEC 500 D demostrará ser tan duradero como los centros de la serie CWK, que han mantenido su alto nivel de calidad durante diez o quince años en el funcionamiento en tres turnos en Brabant Alucast.