Texturas para interiores de automóviles

Para los fabricantes de automóviles, lo ideal es diseñar un auto una vez y producirlo de manera idéntica en todos los mercados en el mundo. Los proveedores saben cómo responder a estas metas empleando tecnología de control de calidad digital, con lo que pueden asegurar una buena reproducción en Bangkok idéntica a la producida en Detroit.

Sin embargo, existe un sector clave que aún utiliza tecnología analógica en lugar de los sistemas digitales CAD que garantizan la consistencia en múltiples sitios de manufactura: los fabricantes de texturas que agregan cuero de imitación y otros tratamientos estéticos a las partes de plástico. En la medida en que los productores incrementan el uso de plásticos ligeros para reducir el total del peso de un vehículo, obtener resultados consistentes empleando procesos analógicos se hace cada vez más difícil.

"La mayoría de los proveedores ya tiene tecnología digital. Nosotros tenemos que movernos hacia allá”, comentó Don Melonio, vicepresidente de Custom Etch, una empresa creadora de texturas en New Castle, Pensilvania. “Con la tecnología láser podemos hacerlo. Esos sistemas pueden situarse en cualquier lugar del mundo. Cualquier proveedor de automóviles que desarrolle un patrón puede decir ‘esta es nuestra especificación’, y enviarla en un archivo digital. Y con esto deberían tener resultados consistentes en cualquier lugar del mundo”.

El reemplazo de la fotoquímica

Agie Charmilles, de la empresa GF Machining, provee un amplio rango de productos láser diseñados para grabar patrones en las herramientas de acero empleadas en los moldes de inyección. Custom Etch es el primer cliente en Estados Unidos que compra una máquina grande para esta línea. Se trata de la Laser 4000 5Ax, un equipo de cinco ejes que permite al fabricante ofrecer grandes componentes interiores tales como los tableros completos.

Melonio indicó que el grabado con láser es más preciso que el fotoquímico, empleado por la gran mayoría texturas automotrices. Con el anterior proceso, las texturas deberían tener patrones maestros de un pie cuadrado, por lo regular una copia de cera de la superficie que el cliente quisiera en plástico.

Los productores de textura copian de manera efectiva el patrón para aplicar el diseño a la superficie de herramientas de inyección de moldes de acero. El ácido graba entonces porciones negativas de un patrón dejando las áreas positivas más altas (las venas delgadas dejadas atrás en este proceso se convierten en valles y en patrones de cuero de imitación, mientras que las partes bajas grabadas se convierten en las partes altas de la superficie.

Los problemas consistentes se deben al hecho de que la transferencia fotoquímica es un proceso bidimensional manual y a que las partes plásticas tienen a ser dimensionales. Melonio explica que captar el mapa de textura en las esquinas y las curvas requiere de mucho trabajo y cada taller lo hace de manera diferente.

“Puedes tener una persona en un taller haciendo un gran trabajo, y la superficie va a verse muy consistente cada vez”, añadió Melonio. “Pero la misma parte de un carro se va a ver distinta cuando venga de una persona diferente de otro taller. O si alguien no hace un trabajo excelente se van a notar todo tipo de imperfecciones”.

Los sistemas láser graban texturas registradas en digital directamente en una herramienta y es mucho más fácil trabajar en las esquinas y los bordes porque el software CAD puede crear las imágenes 3D requeridas. Al tener una imagen tridimensional se elimina la complejidad de los sistemas de sobre posición que suelen crear las mayores inconsistencias en las partes texturizadas provenientes de proveedores distintos.

Gisbert Ledvon, director de desarrollo de negocios de la firma GF Machining comentó que los fabricantes alemanes han liderado la adopción del láser como reemplazo del grabado de texturas fotoquímicas.

“En BMW, el auto eléctrico i3 emplea muchos modelos texturizados para obtener una apariencia de piel en sus plásticos”, agregó Ledvon. “Los fabricantes quieren diferenciarse de los demás y muchos de estos esfuerzos vienen de los interiores al emplear materiales que se ven mejor y son más suaves al tacto”.

El reemplazo de los sistemas analógicos con láser no será de inmediato. La firma GF Machining solo ha vendido unas cuantas de sus máquinas más grandes por lo que un número limitado de proveedores en Europa, Asia y América del Norte pueden ofrecer el servicio.

Melonio consideró que ha hablado sobre estas tecnologías con empresas en Alemania y Asia y que concuerdan en trabajar juntos para que un productor global pueda enviar algunos archivos en CAD a tres proveedores diferentes en tres continentes y esperar un trabajo con idénticos resultados.

Agregó que las barreras más grandes para su adopción más en la industria son los altos costos de los equipos de láser comparados con sistemas de grabado fotoquímico y la cantidad de experiencia que se requiere para manejar los equipos láser. Pero por otro lado, estos sistemas pueden correr las 24 horas del día, requieren pocas horas hombre y pueden ser automatizadas con cambiadores de pallets.

“Hemos llegado al punto en donde los precios del láser pueden ser casi los mismos que para los procesos químicos”, apuntó. “El láser es mucho menos intensivo en mano de obra pero el equipo es mucho más caro, así que podemos hacerlo mediante un lavado. Para los clientes, pensamos que son ahorros mayores, no mucho en dinero, sino en tiempo”.

El grabado de textura se presenta tarde en el proceso de prueba (después de que los fabricantes de automóviles han probado ya las herramientas inyección de moldes) por lo que cualquier problema con la textura puede ser caro si se retrasa el lanzamiento de un producto. En ocasiones, las empresas de texturizado pueden resolver de manera rápida un acabado inaceptable, pero en el peor de los escenarios, ellos tendrían que dejar limpia la superficie del molde para empezar de nuevo.

“Todos estos problemas generan retrasos. Algunas de estas personas tardan semanas o meses en el final del proceso para acabar con todo el retrabajo. Podemos eliminar casi todos esos problemas”, aseguró Melonio.

Mientras que la repetibilidad global es muy importante en la textura con láser, la capacidad de crear formas más complejas y tridimensionales es otra de las ventajas tecnológicas. Los especialistas en texturas tienden a trabajar con un espacio muy pequeño, rara vez con más de algunos milímetros de la punta al fondo de cada grabado. Melonio advirtió que los procesos fotoquímicos son muy binarios bajo estas limitaciones (la superficie se eleva o se reduce). El ácido no puede cortar por grados.

Con respecto a un grabado a la medida recientemente texturizado en el molde de la cubierta de un motor para Volkswagen, Melonio indicó que “tienes un diseño geométrico en tres dimensiones, tomado en un radio, haciéndose más angosto de manera continua y perfecta alrededor de los bordes sin que se rompan o cambien. Esto sería imposible sin láser”.

Ledvon agregó que uno de los clientes asiáticos de GF MAchining ha empleado el láser para grabar figuras de dragón con el logo de la empresa dentro de las texturas de la superficie. Conforme los fabricantes de autos adoptan la tecnología, los consumidores pueden esperar el mismo tipo de cambio en innovación de interiores en autos que el obtenido en los envases de bebidas desde hace ya varios años.

“Es aquí donde se verán los beneficios de estas tecnologías”, advirtió Melonio, quien está seguro de que tendencias como la reducción de peso ayudarán a que estas nuevas tecnologías se posicionen en el mercado. Los plásticos son muy ligeros, lo que abre oportunidades para que GF agregue tratamientos a las superficies que alguna vez fueron de metal. Y debido a que algunos fabricantes reemplazan acero por aluminio en autos y camionetas, el plástico ahora es menos costoso para otras industrias como la de bebidas.

“Me encanta lo que Ford está haciendo con el aluminio” en la fabricación del cuerpo de la camioneta F-150 con metal más ligero, concluyó Melonio con una sonrisa. “Cuanto más aluminio requieran, mayor será el costo para el empaque de bebidas, y ya no querrán vender Pepsi en una lata. Tendrán que venderse en envases de plástico. Me encantaría eso”.