Maquinado de grandes volúmenes para la nueva demanda de la industria automotriz

La electromovilidad está cambiando profundamente la industria automotriz y plantea nuevos desafíos ya que, a largo plazo, desaparecen diferentes categorías de componentes en el vehículo; sin embargo, debido a la creación de motores híbridos y vehículos VEB cada vez más eficientes, también aumentará la cantidad de componentes del automóvil y se crearán otras nuevas demandas.

“Cada vez son más los fabricantes de automóviles que ofrecen vehículos híbridos y/o eléctricos. Para los fabricantes de máquinas esto significa que su parque de maquinaria debe cubrir también el mecanizado por arranque de viruta de las partes tradicionales que aún tendrán los automóviles eléctricos, tales como los componentes estructurales”, explica Reiner Fries, director general de ventas de Schwäbische Werkzeugmaschinen (SW), empresa proveedora de máquinas herramienta.

Actualmente, los proveedores OEM utilizan centros de maquinado destinados al mecanizado de grandes motores y, de este modo, están concebidos para un arranque de viruta difícil. Su técnica de accionamiento está diseñada para grandes fuerzas y, consecuentemente, con una dinámica lenta e inferior. En comparación con los componentes grandes para vehículos con motores de combustión, el maquinado de componentes estructurales de gran volumen es igual al mecanizado normal de metales ligeros. En este caso, las máquinas rápidas, muy dinámicas, que recorren largos trayectos en el menor tiempo posible, son considerablemente mejores.  

Para satisfacer estos requisitos de producción, SW desarrolló el centro de mecanizado horizontal monohusillo BA W08-12, diseñado para el maquinado con 4 y 5 ejes de piezas de metal ligero grandes como, por ejemplo, carcasas de baterías.

Al ser monobloque, este centro de mecanizado minimiza la curvatura y garantiza un flujo de fuerza óptimo entre la unidad de mecanizado y el portapieza. Además, dispone de una unidad de mecanizado con masa optimizada en la versión “Box-in-Box”, concebida para operaciones de arranque de viruta altamente dinámicas en el sector de metal ligero y puede utilizarse en la parte posterior del monobloque.

Los motores lineales y de par de los ejes de avance garantizan la máxima dinámica y tiempos secundarios más cortos, mientras que el accionamiento gantry del eje Y tiene una precisión de posicionamiento óptima también con carga excéntrica. Otro componente fundamental es su soporte giratorio doble, que está dotado de dos ejes redondos independientes y permite la carga y descarga durante el tiempo de procesamiento principal.

“Durante el mecanizado se bloquea hidráulicamente el soporte giratorio doble en un dentado Hirth y se fijan los ejes redondos con una sujeción de seguridad”, explica Fries. La geometría de los ejes redondos permite una carga de la máquina a una altura ergonómicamente favorable. Si es necesario, pueden montarse módulos planetarios de accionamiento directo, lo que permite un mecanizado de 5 ejes.

Además, el concepto de mesa redonda, junto con la disposición horizontal del eje, garantiza una caída libre de las virutas. Como el W08-12 se caracteriza además por un lavado perfeccionado en la zona de mecanizado, prácticamente se evita que las virutas se adhieran a la pieza o se detengan y perjudiquen su calidad o la manipulación posterior.

Ejemplo de maquinado de una carcasa de baterías: un juego de cuatro piezas

A pesar de su gran zona de mecanizado, el W08-12 dispone de dos ejes redondos independientes (4º eje), que pueden equiparse ambos adicionalmente con una mesa de 5 ejes. En la carcasa para baterías deben mecanizarse un total de cuatro piezas diferentes. En la máquina de SW puede hacerse esto con 4 ejes en una sujeción. Como los dispositivos de sujeción tienen la posibilidad de alojar las piezas a mecanizar en la parte superior e inferior de la placa base, en las dos mesas redondas se obtienen un total de cuatro nidos de sujeción para cuatro componentes. La mayoría de las máquinas restantes que pueden mecanizar este tipo de grandes componentes estructurales son en su mayoría máquinas de un puesto y, con frecuencia, no tienen la posibilidad de sujetar las piezas en la parte superior e inferior de la placa del dispositivo. Por ello, en el caso más desfavorable, tendría que montarse un dispositivo independiente para cada pieza.

Con los tamaños de lote más pequeños de piezas a mecanizar se obtiene de este modo un gran esfuerzo de equipamiento, ya que deben cambiarse los dispositivos para cada pieza o posición de sujeción. Con tamaños de lote mayores y con varias posiciones de sujeción se realiza el mecanizado en varias máquinas y debe garantizarse la logística de las piezas entre las máquinas. Dado que se trata de piezas voluminosas, esta logística cuesta espacio, tiempo y dinero.

En el W08-12, después de que se realiza el mecanizado para las cuatro piezas en una máquina, esta se encuentra prácticamente en funcionamiento continuo y, de este modo, se aprovecha óptimamente. Además, se fabrican siempre sucesivamente juegos de cuatro completos, con lo que el proveedor puede estimar con precisión su capacidad para las carcasas de baterías.