Presente y futuro de los centros de torno fresado

En un momento en el que en todo lugar se habla de las innovaciones tecnológicas de la metalmecánica en la era digital, nada más oportuno que guardar la calma y entender también las tendencias y el camino evolutivo de las máquinas a partir de sus características mecánicas y físicas.

Ahorrar espacio en el taller al integrar operaciones, ofrecer mayor flexibilidad para mecanizar partes complejas en menos tiempo, disminuir los tiempos de producción y los costos por pieza, son sin duda promesas ya cumplidas por parte de los fabricantes de centros de torno/fresado y que ahora son también llamados máquinas multitarea, multifunción o done in one.

Además de continuar innovando en las capacidades sustractivas de estas máquinas al ofrecer nuevas formas de realizar trabajos de skiving, pulido, afilado, rectificado y brochado, los proveedores de este nicho de mercado están enfocados en aprovechar los más recientes desarrollos en sistemas de cambio rápido y de almacenamiento de herramientas, la posibilidad de conectar e intercambiar información entre máquinas, los avances en sistemas CNC y programación CAM, y todo lo que tiene que ver con manufactura aditiva. Esto se puede comprobar al hacer un análisis de las características que comparten las máquinas de este tipo presentadas recientemente.

Aunque son equipos de alto costo para la mayoría de talleres latinoamericanos, la atractiva posibilidad de tornear y fresar en una misma máquina, en una misma configuración e inclusive al mismo tiempo, hace que su uso se haya extendido principalmente entre fabricantes de componentes aeroespaciales, energéticos, de producción de moldes y de casi cualquier pieza prismática.

Joe Wilker, gerente de Grupo de Producto en Mazak, sostiene que con una máquina multitarea, un taller no solo gana dos máquinas en una, sino que también reduce significativamente los tiempos de ciclo, el procesamiento de piezas más complejas de alta precisión y puede trabajar con menos capital para ahorrar costos y espacio.

Desde el punto de vista económico, Wilker indica que la inversión inicial en la máquina se compensa con una reducción significativa en el costo de las piezas a través de menos accesorios, herramientas y requisitos de mano de obra, y con una mejora del flujo de caja al producir partes bajo demanda.

“Un ejemplo de done in one sería utilizar el segundo husillo de giro de la máquina principalmente para operaciones de backworking. La mayoría del mecanizado de una pieza se realizaría en el eje principal, luego, la parte se transferiría al segundo husillo en una transferencia rotacional sincronizada del eje C”

Joe Wilker, gerente de Grupo de Producto en Mazak.

“Las grandes empresas y los fabricantes de equipos originales logran ciclos de pago más cortos y mayor rendimiento, mientras que los talleres y contratistas obtienen una estructura de precios más rentable y varios otros beneficios”, sostiene Wilker.

Las máquinas done in one, que se logran con un segundo husillo giratorio y una torreta de fresado o con una configuración de dos husillos y dos torretas, ofrecen máxima productividad, reducen los tiempos de producción, mejoran la precisión de mecanizado y reducen los gastos operativos.

A las ventajas anteriormente mencionadas, voceros de la empresa alemana Index agregan que, para muchos ingenieros de la industria metalmecánica moderna, el mecanizado done in one ha pasado de ser una ventaja competitiva a una necesidad. “Tendencias actuales como tamaños de lotes más pequeños para acomodar las variantes de las piezas, mayor densidad de potencia con dimensiones más pequeñas y mayores requisitos de calidad, dejan a las empresas casi sin otra opción que inclinarse por un mecanizado completo en una sola configuración”, aseguró la compañía al presentar su último centro de torno fresado G420, el que considera el más avanzado de la industria en términos de desempeño.

El más reciente desarrollo de Index destaca tanto por sus opciones de mecanizado completo, como por sus avances en materia de automatización. Su sistema modular permite integrar hasta tres portaherramientas en la zona de trabajo, todos ellos equipados con movimiento en el eje Y, mientras que el área de trabajo puede acomodar piezas con una longitud de hasta 1,600 mm.

La máquina también ofrece como componente opcional una unidad de manipulación de piezas de trabajo que se puede utilizar para carga y descarga, así como para la eliminación de residuos. Es apta para piezas con un peso de hasta 20 kg y con un diámetro de hasta D 120 mm. La unidad de manipulación está equipada con dos ejes CNC que se operan desde el control de la máquina.

En materia de Industria 4.0, la G420 viene con el control Siemens 840D SL, operado mediante el sistema operativo iXpanel, de Index, que permite el acceso a una producción en red.

Mazak, por su parte, se refiere a estas máquinas que combinan torneado y fresado exclusivamente como máquinas multitarea, cuyas configuraciones actuales incorporan husillos de torneado dobles, torretas de herramientas múltiples con estaciones de herramientas rotativas y eje Y fuera de la línea central para inclinar/girar husillos de fresado de eje B, mesas giratorias/de inclinación y cargadores de herramientas de gran capacidad.

Como se mencionó anteriormente, los últimos desarrollos de este tipo de máquinas van más allá del mecanizado en sí e incorporan características propias de la Industria 4.0. Wilker resume que, en el caso de Mazak, algunas nuevas características incluyen pantallas táctiles CNC y rápidas velocidades al pasar de una velocidad de procesamiento de bloque de 0.4 microsegundos a 0.1 microsegundos. “Puede que esto no parezca rápido, pero en un programa de molde de troquel grande, hace una gran diferencia”, indica.

También son novedad en el frente de las multitarea de Mazak las funciones de la tecnología SMOOTH como Corner Control, Variable Acceleration Control y Mazak SMOOTH Link que permite sincronizar una máquina con un dispositivo móvil para monitorear y administrar su estado en cualquier momento desde un teléfono inteligente, tableta o computador portátil.

En DMG Mori, sus centros de torno fresado vienen ya con una función de rectificado integrada y solución innovadora para el uso de cabezales angulares con el cambio automático de herramientas frontales para procesos confiables en el mecanizado de 5 ejes de piezas rotacionales simétricas.

Más allá del mecanizado

La serie Laser Ex de máquinas súper multitarea para operaciones de torneado, fesado y rectificado, de Okuma, adicionó endurecimiento por láser y capacidades de manufactura aditiva dentro de sus características.

En la pasada IMTS debutó la MU-8000V, una máquina que combina el mecanizado vertical de 5 ejes con un láser de deposición de metal Trumpf con la capacidad de cortar piezas únicas de muchos tamaños y formas diferentes.

Por el lado de Mazak, la más reciente serie HYBRID Multi-Tasking reúne procesos sustractivos con capacidades aditivas y de unión. Por ejemplo, la máquina VC-500A/5X AM HWD incorpora la nueva tecnología de manufactura aditiva Hot Wire que Mazak desarrolló en colaboración con Lincoln Electric, compañía que diseña, desarrolla y fabrica productos de soldadura por arco y sistemas robóticos de soldadura por arco, así como equipos de corte plasma y oxicorte.

Con la tecnología de deposición de láser Hot Wire, la VC-500A / 5X AM HWD no solo ofrece una solución aditiva de alta velocidad y automatización de soldadura programable, sino también capacidades completas de centro de mecanizado de 5 ejes.

Maximizar el tiempo de actividad de estas máquinas, además del uso de sus nuevas características, va más allá de la compra de las mismas. Los ingenieros de aplicaciones del fabricante de su elección seguramente le recomendarán actualizar su CAM para programar estos equipos, sincronizar las operaciones de corte de los husillos y, por su puesto, comprar las herramientas de corte adecuadas.

Joe Wilker, gerente de Grupo de Producto en Mazak, adiciona que los talleres deben hacerse de un buen sistema posprocesamiento de trabajo, considerar adquirir un almacén de herramientas más grande y tratar de estandarizar un sistema de sujeción de trabajo de cambio rápido.

“Un error común que cometen los talleres en términos de equipos multitarea es no capacitar suficientemente a sus operadores. Sin tales operadores capacitados, los talleres nunca se beneficiarán de los potenciales de productividad completos de sus máquinas multitarea”, puntualiza el experto.