La importancia de la lubricación en el estampado

Zierick se especializa en conectores de alta calidad, utilizados en tarjetas de circuitos impresos, teléfonos celulares, electrodomésticos y aplicaciones automotrices. Para que el taller de prensas opere siempre con una máxima eficiencia y mantenga su reputación de entregas rápidas, la búsqueda de nuevas maneras de mejorar la productividad es permanente.

La lubricación, un elemento crítico en la vida de las matrices y en la tolerancia de las piezas
En el taller de producción, una combinación de 22 prensas Bruderer y Minster, de 25 a 60 toneladas, es utilizada para estampar conectores a velocidades de entre 400 y 1000 golpes por minuto. Los materiales de trabajo incluyen latón, bronce, cobre y acero inoxidable, en anchos que varían de 0,375 a 3.140 pulgadas y espesores entre 0,00355 y 0,064 pulgadas. El material debe mantenerse bien lubricado con el fin de conservar en buen estado las matrices utilizadas para la estampación de conectores y para preservar las tolerancias críticas de las piezas. Hasta hace poco, el proceso de lubricación era el mayor dolor de cabeza para el gerente de ingeniería Bill Searles y para el ingeniero de manufactura Ajay Sharma.

Igual que muchos estampadores, Zierick ha experimentado por años con una gran variedad de métodos de lubricación, como los sistemas de goteo y de rodillos presurizados, y hasta cierto punto debía fabricar sus propios sistemas. Searles dice que, sin importar el método utilizado, el problema siempre se reduce a una cosa: no hay manera de controlar con precisión la cantidad de aceite aplicado al material. "La dificultad con cada uno de estos sistemas era que el cubrimiento podía ser no uniforme, a parches o ambos. Para estar seguros de que la superficie del material estuviera lubricada, teníamos que mantenerla inundada, aunque esto significara utilizar más aceite del que realmente se necesitaba".

Ajay Sharma es el responsable de las mejoras de proceso en toda la planta. Un artículo reciente sobre un nuevo sistema de lubricación de material lo hizo ponerse en contacto con EFD Inc. (East Providence, Rhode Island) para obtener más detalles.

Nueva estrategia para la lubricación de material
El sistema de lubricación MicroCoat de EFD fue desarrollado específicamente para la industria de estampación de metal y está diseñado para cubrir el material con una capa fina y uniforme de aceite. El aceite es aplicado con válvulas spray de precisión que utilizan aire a bajo volumen y baja presión (LVLP, Low Volume Low Pressure) para proporcionar un cubrimiento uniforme y consistente sin excesos o goteos.

Las válvulas spray compactas se aseguran dentro de la prensa entre la alimentación de material y el herramental. La operación de las válvulas es regulada por un controlador neumático, que le facilita al operador ajustar de una manera rápida y segura la cantidad correcta de lubricación para cada trabajo, desde la parte externa de la prensa. Perillas individuales de control de flujo en el frente del controlador, permiten que la salida de cada válvula sea ajustada independientemente y proporcione un control preciso de la cantidad de aceite aplicada.

A diferencia de los sistemas de almohadilla y de rodillos, que necesitan tiempo del aplicador para que se sature o se seque, el MicroCoat permite cambios instantáneos del cubrimiento cuando se requiera compensación por desgaste de la herramienta o por levantamiento del material. La cantidad óptima de lubricación puede establecerse en unos pocos minutos y el cubrimiento permanecerá constante para la corrida completa de la prensa. El aceite es suministrado a través de un tanque translúcido que le permite al operario monitorear visualmente el nivel de aceite.

El sistema también incluye guardas de seguridad integradas para evitar que la prensa opere sin lubricante. El controlador de válvulas está cableado dentro del circuito de la prensa, de tal manera que la lubricación empieza automáticamente cuando la prensa es activada y se detiene cuando la prensa es apagada. Esta estrategia a prueba de fallas asegura una lubricación consistente mientras la prensa trabaja y elimina goteos y charcos cuando la prensa se detiene en las horas de descanso o al final del día. Para una mayor protección, si la presión de lubricante disminuye de un valor preestablecido, el sistema se detendrá automáticamente antes que el herramental pueda sufrir daños.

Impresionados con el potencial de MicroCoat, Sharma y Searles decidieron ensayar por sí mismos, dentro del programa de evaluación sin costo de EFD. El consumo de aceite en la prensa del ensayo bajó inmediatamente en 60% y después de varios días de ensayos intensivos, la habilidad de MicroCoat para aplicar una cantidad consistente de aceite los convenció de que Zierick, por fin, había encontrado la solución a sus problemas de lubricación. Sin embargo, antes de suscribir una orden de compra para equipar las otras prensas, Sharma contactó a diferentes vendedores para ver si podían ofrecer resultados similares. Sólo uno estaba en capacidad de proporcionar un sistema para su comparación.

Los dos sistemas de lubricación fueron instalados en prensas adyacentes y la prueba comenzó en ambos lados. Inicialmente, se pretendió que la prueba durara dos semanas, pero las diferencias en cubrimiento, facilidad de alistamiento, operación y consumo de aceite eran tan evidentes, que la prueba fue cancelada después de unos pocos días y Sharma recibió la autorización para seguir adelante con la orden de 21 sistemas adicionales MicroCoat.

El consumo de aceite disminuyó 60%
Zierick ha instalado hasta la fecha 19 sistemas MicroCoat. Aunque el objetivo inicial era obtener una lubricación más consistente con un mejor control, Searles y Sharma dicen que se han conseguido otros beneficios significativos en la medida en que el MicroCoat se ha integrado en la rutina diaria del taller de prensas.

Áreas de trabajo más limpias y con menos mantenimiento. Los sistemas de almohadilla continuaban goteando si los operadores olvidaban desactivarlos cuando las prensas se detenían. Este problema ha sido eliminado y el personal de mantenimiento ya no tiene que fregar las almohadillas alrededor de las prensas.

Operación más fácil y segura. El sistema MicroCoat simplifica el alistamiento para diferentes trabajos y permite que todo esté controlado desde el exterior de la prensa. Como el cubrimiento ahora es uniforme, los operadores de prensa ya no tienen que monitorear los aceitadores de material.

Más piezas con menos desgaste de la herramienta. "La lubricación con MicroCoat es tan consistente -dice Sharma-, que cuando probamos el primer sistema estábamos en capacidad de producir más de 900.000 piezas con sólo un galón de aceite. Cuando retiramos la herramienta y la revisamos en el microscopio, no había desgaste visible".

Inspección visual más fácil. Como parte de su sistema de aseguramiento de calidad, Zierick utiliza sistemas de inspección visual para chequear los conectores cuando salen de las prensas y son embobinados en los spools. Algunas piezas tienen tolerancias tan ajustadas que los operadores acostumbraban soplar cualquier exceso de aceite antes de poder inspeccionarlos. Con el MicroCoat, las piezas salen tan limpias que el equipo de inspección puede graduar el cero inmediatamente en las áreas críticas.

Reducción de 60% en los costos de aceite. Las almohadillas de goteo eran alimentadas con tanques recirculantes de 4 galones que debían ser llenados diariamente. En contraste, MicroCoat consume sólo 1,5 galones en el mismo intervalo.

"Nuestro recubrimiento de aceite ahora es tan fino y homogéneo que casi no se puede ver -concluye Searles-. Cuando estén completamente implementados todos los sistemas MicroCoat, esperamos obtener aún mayores beneficios."