UNA TÉCNICA DE CONFORMADO DE METALES QUE OPTIMIZA LOS PROCESOS

Aplicado recientemente por la compañía Ford, en la producción de piezas metálicas estampadas en caliente en acero al boro para la última versión de Focus, demandó una nueva instalación totalmente automatizada en su planta de Saarlouis, en Alemania.

Descrito como único dentro de la red de producción de la empresa, Torsten Hallfeldt, responsable de lanzamiento de ingeniería de sellado, con sede en Colonia y quien supervisó el proyecto para encargar la nueva instalación.

En cuanto a la instalación Torsten Hallfeldt dice que la instalación comprende dos líneas separadas, una al lado de la otra, que comparten seis matrices que se usan para producir 11 partes para el área de la parte inferior de la caja de seguridad del vehículo. Esta es una cifra que representa precisamente un cuarto del número total de componentes requeridos, con los otros 33 entregados por proveedores externos.

A razón de esto, Hallfeldt confirma que Ford alcanzó muy rápidamente su objetivo inicial de por golpe de tiempo de 12 segundos, y ahora está listo para ajustar otros segundos más. A fines de 2018 la instalación estaba operando en alrededor de tres mil golpes diarios por línea, seis mil en total.

La característica clave de la instalación, es el uso de la tecnología de endurecimiento controlado por presión (PCH) del proveedor de equipos Schuler. En cuanto a esto, Hallfeldt dice que la capacidad que proporciona PCH, para comprimir la secuencia de enfriamiento en el troquel es a solo tres segundos, el factor principal en el tiempo total de reducción del ciclo del troquel.

En esta descripción, Hallfeldt aclara que todas las operaciones “desde la carga de los espacios en blanco hasta el apilamiento de las piezas terminadas” están completamente automatizadas. Acción que según explica no tiene precedentes para la industria automotriz en general y en donde el material involucrado es el acero al boro.

Una tecnología por dos

Es descrita como una “tecnología hidráulica que opera desde abajo hacia arriba en la matriz, describe Hallfeldt. “La parte en sí está formada convencionalmente por la fuerza hacia abajo de la mitad superior del lado. Pero luego el enfriamiento se ve afectado por un proceso posterior en el que la mitad inferior del troquel se empuja hacia arriba contra la pieza de trabajo, lo que  permite que el calor se aleje muy rápidamente, de modo que su temperatura descienda desde los aproximadamente 800°C en los que se formó, a poco menos de 200°C en unos tres a cinco segundos. Cuando los blancos salen del horno, están a una temperatura cercana a los 930°C.

La presión directa afectada por la mitad inferior de la matriz es, según Torsten Hallfeldt, en el rango de 12-15MPa por metro cuadrado. Esta presión extremadamente alta es crítica para el rendimiento de enfriamiento. “Cuanto mayor es la presión, mejor se enfría”, afirma.

Pero, de manera crucial, la mitad inferior de la matriz está segmentada de modo que las diferentes áreas de la pieza de trabajo formadas pueden someterse a niveles uniformes de presión, independientemente de su geometría variable, para ayudar a garantizar un enfriamiento uniforme y, por lo tanto, una resistencia constante en la pieza terminada. Agrega que la técnica proporciona la flexibilidad necesaria al permitir el uso simultáneo de diferentes niveles de fuerza hidráulica para empujar segmentos individuales del troquel inferior contra la pieza de trabajo. Añade que el uso de tres niveles de fuerza diferentes puede ser típico para la fabricación de una pequeña parte con ese número aumentando a cuatro o cinco para componentes más grandes. Otro factor clave es que la mitad inferior de la matriz se enfría mediante un fluido a base de agua que fluye a través de una serie de canales cortados en ella.

El posicionamiento en las líneas es clave

Las dos líneas se ejecutan en paralelo, pero no son idénticas en su configuración. Asimismo, están planteadas de modo que ciertas características físicas, en este caso los hornos, están en lados opuestos, literalmente como si una línea fuera espejo de la otra. Cada línea, explica Torsten, tiene  forma de “L” con la instalación de los hornos más cercana a las paredes exteriores y las líneas de prensado ubicadas más cercanas en el centro del edificio, que fue especialmente construido para albergar las líneas y, como señala, el posterior equipo de corte por láser se hizo necesario por la dureza del material de acero al boro.

El desafío es garantizar la facilidad de transferencia de herramientas de una línea a otra cuando sea necesario. Admite que esto “tomó mucho pensamiento aplicado y diseño; se debe saber qué matrices se pueden mover de una línea a otra y cuáles deben cambiarse”.

Los espacios en blanco también están preformados, por lo que se debe tener en cuenta la forma en que se orientan cuando son introducidos en un horno, ya que la disposición general significa que la ruta desde el horno hasta el equipo de prensa negocia un giro a la derecha en un caso y un giro a la izquierda. Seguido a este proceso, Torsten Hallfeldt destaca el corte por láser, procedimiento que Ford ha tratado de minimizar tanto como sea posible.

En la revisión del proceso de funcionamiento de la instalación en toda la línea de producción, Hallfeldt expresa la conformidad de la empresa en el producto logrado. Afirma que “se han superado todos los hitos principales” con solo algunos fallos menores del tipo que se podría esperar en este tipo de fabricación compleja.

Esta experiencia se ha transmitido a la planta de EE.UU., donde Ford planea iniciar las operaciones con tres líneas de prensado que utilizan tecnología de conformado idéntica en su planta de estampado Woodhaven en Michigan, aun así esas líneas no tendrán el grado de automatización que las instaladas en Alemania.

Más información: www.ford.com

Comentarios de Facebook