Servoprensas: versátiles y precisas

Las servoprensas permiten tener mucha flexibilidad ya que permite escoger  el tipo de sistema de movimiento, incluyendo los mecanismos multiplicadores.

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Debido a la permanente presión de competitividad y de reducción de costos, los formadores de partes, junto con los fabricantes de prensas, han venido desarrollando soluciones económicas a sus retos técnicos.

Este artículo discutirá las características principales de los diferentes tipos de prensas utilizados en procesos de deformación plástica de los materiales como el prensado, embutido, troquelado, cizallado, entre otros. Los tres tipos principales de prensas son las mecánicas, las hidráulicas y las servo mecánicas. Aquí se presenta un resumen de las características de cada una y una discusión final sobre el incremento del uso del último tipo gracias a su versatilidad y precisión.

Las servoprensas permiten tener mucha flexibilidad precisamente porque es posible escoger el tipo de sistema de movimiento, incluyendo los mecanismos multiplicadores, con el fin de determinar el nivel de revoluciones y de fuerza de cierre que se quiere manejar. 

Por esto es clave contar con un proveedor de maquinaria experto que pueda recomendar el mejor concepto de movimiento que se ajuste al espectro esperado de piezas y herramientas que se quieran trabajar con una máquina como esa. 

Aquí es muy importante también tener en cuenta la escogencia de equipos periféricos que completan las ventajas de una máquina como esta. La correcta escogencia de los carros de transferencia y deslizamiento, aun servo-motorizados, hace la diferencia.

Una ventaja adicional, debida a la flexibilidad que ofrecen los servomotores, es que se pueden usar sirve para prueba de herramental, debido a que los movimiento se pueden controlar mucho más fácil. Un molde se puede detener en medio de su carrera y si es necesario se puede volver a re-posicionar, ganando tiempo y mejorando la calidad final del movimiento. 

Gracias a la habilidad de las servoprensas de tener toda la energía de trabajo a cualquier velocidad y a su habilidad para mantenerse quietas en cualquier punto del golpe, estas están tomando gran parte del mercado de las piezas formadas. 

Su versatilidad les permite, por ejemplo, correr con mínima velocidad por la zona de máxima carga y subir la velocidad en caso de necesitar hacer troquelados. Este tipo de prensas permite generar perfiles complejos de velocidad para hacer piezas exigentes o cambiar rápidamente el movimiento a oscilaciones con la mínima altura necesaria y alta frecuencia, de manera mucho más precisa.

Industrias donde están entrando las servoprensas

Aparte del tradicional sector automotriz, se encuentran otras industrias que con seguridad entrarán a formar parte de los portafolios de clientes para las máquinas servo impulsadas. Por ejemplo, la industria del empaque o las aplicaciones de unión entre láminas, entre otras.

Se abre un gigantesco potencial para el diseño de nuevas herramientas capaces, tanto para realizar los típicos procesos de corte, troquelado y embutido, como para aprovechar la cinemática que permiten los servos controlados por CNC y hacer operaciones de soldadura o roscado por ejemplo. El potencial de este tipo de máquinas va a depender, en gran parte, de la capacidad de innovación de los fabricantes del herramental.

Es posible ver un futuro donde será más usual que las máquinas se adapten a los moldes y herramentales, que al contrario. Todo esto traerá beneficios, no solo en el área de productividad y calidad, sino en consumo energético, al estar mucho más adaptado al gasto óptimo dependiente de cada subproceso particular.

Prensa mecánica

Este tipo de prensa presenta su mayor ventaja productiva al fabricar partes relativamente planas con requerimientos de formado poco profundo y simple. También, puede alcanzar las velocidades de producción más altas, con respecto a los otros sistemas de prensado. Muchas piezas automotrices, de electrodomésticos y herramientas son fabricadas en prensas mecánicas a partir de materia prima en rollo a través de un molde progresivo o de transferencia. Entre sus características principales están:

• Costo inicial relativamente bajo.

• Mayor frecuencia de golpeo (en general).

• Alta precisión y repetibilidad.

• Generalmente, longitud de golpe fija.

• Movimientos especiales de deslizamiento lateral.

• Velocidad de desplazamiento lateral variable, aunque el perfil de velocidad específico dentro de cada ciclo de prensado es fijo.

• La energía de trabajo depende de la masa del volante y de la velocidad.

• Capacidad máxima de la prensa está cerca del fondo del golpe.

• Simplicidad de configuración y operación.

Prensa hidráulica

Las prensas hidráulicas ofrecen gran versatilidad gracias a su longitud de golpe variable, mayor espacio para el molde y alta capacidad de presión. Por lo general no son tan rápidas como las mecánicas de tamaño equivalente y a menudo es la mejor elección cuando se requiere producir partes con formas profundas y complejas que requieren mucho flujo plástico de material y que no dependen tanto de la velocidad de producción. Aquí se producen partes como tanques, cilindros, formas de tinas, incluyendo las piezas que requieren una pausa al fondo del golpe. Las características de la prensa hidráulica son: 

• Costo inicial relativamente bajo.

• Frecuentemente, más lenta que una prensa mecánica o servoprensa.

• En general, menor exactitud y repetibilidad que una prensa mecánica o servoprensa.

• Longitud variable del golpe.

• Movimiento lateral y control de posición a través del rango de longitud del golpe.

• Velocidad variable de deslizamiento, incluso dentro de un ciclo específico de la prensa (normalmente configurados como aproximación rápida, prensado lento y retorno rápido).

• Energía completa de prensado a cualquier velocidad.

• Capacidad completa de la prensa en cualquier punto del golpe.

Prensa servo mecánica

Las prensas servo mecánicas reemplazan el volante, el embrague y el freno por servos de alta capacidad. La prensa servo mecánica ofrece mucha de la versatilidad de la prensa hidráulica, a velocidades de producción que se acercan a las prensas mecánicas tradicionales. Toda la cinemática de la máquina es programable para permitir muchas combinaciones que funcionan con una amplia variedad de moldes, tipos de piezas y velocidades de producción. Características principales:

• Alto costo inicial relativo.

• En general, velocidades de ciclo menores que una hidráulica, en muchos casos cercanos a las velocidades de prensas mecánicas tradicionales.

• Alta exactitud y repetibilidad.

• Perfiles variables de golpe.

• Movimientos laterales de deslizamiento precisos y control de posición a lo largo de toda la longitud del golpe.

• Control de velocidad variable y preciso para el deslizamiento, todavía dentro de un ciclo específico de la máquina.

• Energía de trabajo completa a cualquier velocidad.

• Capacidad máxima de la prensa cerca del fondo del golpe.