Ya sea Holmes y Watson o Batman y Robin: Estos dúos se complementan por sus
diferentes habilidades y características de personalidad y por eso son especialmente exitosos y populares. 'De manera similar, se comportan los dos materiales cerámica y acero para la fabricación de moldes, solo que este dúo dinámico sigue siendo más bien un consejo secreto en comparación con sus populares precursores!', sonríe Stephen Rapp, gerente de producto en ZECHA Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH. 'Y eso es lo que queremos - la BCE Special Ceramics GmbH, la KRAMSKI GmbH y ZECHA - cambiar en un proyecto conjunto, ya que vemos el potencial con el que la fabricación de moldes por inyección y toda la industria podrían beneficiarse de un mayor uso de cerámica!'
KRAMSKI GmbH - Alta tecnología de la ciudad del oro
La KRAMSKI GmbH en Pforzheim es un proveedor de soluciones global para tecnología de estampado y moldeo por inyección tecnológicamente exigente con aproximadamente 700 empleados en todo el mundo. La empresa contribuye de manera esencial a la rentabilidad de sus clientes al enfocarse en la precisión y el asesoramiento personal. Con el desarrollo constante de productos y tecnología de herramientas, KRAMSKI enfrenta los desafíos del mañana con su taller de herramientas altamente moderno.
Las áreas de actividad incluyen la industria de la movilidad, electrónica de potencia, tecnología médica, telecomunicaciones, tecnología de energía y medio ambiente, así como diversas aplicaciones industriales. Jörg Carle, director técnico de KRAMSKI GmbH: 'Producimos alrededor de tres mil millones de piezas al año con la más alta precisión, en gran parte conectores para la industria automotriz, pero también piezas muy pequeñas y delicadas para dispositivos auditivos o medidores de glucosa y similares en tecnología médica.'
La cerámica no es un material desconocido en KRAMSKI, al contrario. 'Entre otras cosas, en herramientas de moldeo por inyección, donde por ejemplo las adherencias de material pueden ser un problema, recurrimos a recubrimientos de cerámica. Por lo tanto, esperamos que en los ensayos conjuntos con BCE y ZECHA, se pueda recurrir directamente a insertos de cerámica a largo plazo y así ahorrar el proceso de recubrimiento', revela Jörg Carle.
Por supuesto, el desgaste también es un gran tema en la fabricación de moldes - no menos cuando se utilizan plásticos reforzados con fibra de vidrio. 'Incluso si estamos trabajando con aceros en el rango de > 54 HRC, a menudo hay un desgaste enorme en las zonas de inyección. Esto lleva a que se formen rebabas en la pieza, que deben evitarse a toda costa, ya que finalmente conducen a un mantenimiento excesivo del medio de producción. Para la herramienta de 16 cavidades que queremos optimizar en el proyecto actual, planeamos realizar una cavidad en cerámica y realizar pruebas con ella', explica Jörg Carle. Y ahí es donde un experto con experiencia en cerámica como la BCE Special Ceramics GmbH es el socio ideal.
BCE, los expertos en cerámica técnica
La BCE Special Ceramics GmbH tiene su sede en Mannheim y está especializada en la fabricación de cerámica técnica. Se fabrican exclusivamente componentes personalizados, generalmente muy complejos, de cerámicas de alto rendimiento, incluso en pequeñas cantidades. La empresa fue fundada en 1986 por Hermann Bertsch, por lo que ha estado activa en el mercado con éxito durante casi cuatro décadas y se ha desarrollado en una empresa mediana sólida con alrededor de 30 empleados hoy en día. BCE cuenta con tecnologías modernas de fabricación y medición y está certificada desde 2001 según la norma vigente DIN ISO 9001:2015.
Se procesan tanto las cerámicas óxidas óxido de aluminio (Al2O3) y óxido de circonio (ZrO2), como sus óxidos mixtos ATZ (zirconia reforzada con alúmina) y ZTA (alúmina reforzada con zirconia). La elección del material adecuado en relación con la aplicación específica del cliente y las posibilidades de fabricación es una parte esencial de la asesoría. 'No fabricamos ciegamente según el dibujo del cliente, sino que cuestionamos qué debe y puede hacer la pieza en el uso del cliente y, sobre todo, qué condiciones prevalecen allí. En este sentido, primero se revisa la geometría de la solicitud y se evalúa si tiene sentido fabricar la pieza así en cerámica. Si es necesario, revisamos la geometría con el cliente y finalmente proponemos la cerámica adecuada. Porque el grupo de materiales 'cerámica' es tan diverso como los plásticos o los metales. Solo nosotros en BCE podemos elegir entre aproximadamente 20 tipos o calidades de cerámica', explica Torsten Prescher, técnico de aplicaciones en BCE Special Ceramics GmbH. Además, la empresa ha establecido desde hace más de 10 años la plena competencia en cerámica en la alta dirección con un total de tres ingenieros de materiales diplomados, todos de las áreas de cerámica o metalurgia.
Serie de láser 3D MARLIN - Procesamiento de materiales ultraduros
Específicamente para aplicaciones exigentes en el procesamiento de cerámica sinterizada y carburo, la ZECHA Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH ha desarrollado el MARLIN 3D. Gracias a la tecnología láser más moderna, se dotan a materiales de corte altamente duros como PKD y CVD de geometrías de herramienta que hasta ahora no eran realizables. Debido al uso de láseres, estas geometrías pueden ser aún más delicadas, precisas y complejas. Al ajustar la geometría de manera extremadamente precisa, se logra una mayor eficiencia, lo que se refleja en una excelente formación de bordes, medidas y formas precisas, así como en una excelente calidad de superficie de la pieza. Así, se pueden implementar fresadoras toroidales de 6 mm de diámetro y 42 filos dentro de la serie de láser 3D MARLIN y son solo un ejemplo de las casi infinitas posibilidades que ofrece la tecnología láser.
'Con nuestras fresadoras MARLIN 3D también se presentan ciertas ventajas para la industria de la cerámica: ya no estamos limitados solo al rectificado en el procesamiento. Más bien, ahora podemos lograr superficies de brillo espejo o contornos delicados en el rango de micrómetros mediante un procesamiento fresador', dice Stephen Rapp. Especialmente interesante en un proyecto así es que se pueden ver las herramientas en el caso de aplicación concreto y así hacer posibles cosas que brindan ventajas significativas al cliente, como por ejemplo tiempos de vida más largos, pero tal vez también tiempos de ciclo reducidos gracias a un enfriamiento más rápido de la herramienta de moldeo por inyección.
„Lo que he visto hasta ahora de las fresadoras 3D MARLIN es impresionante y lleva el mecanizado de cerámica a un nuevo nivel. Dado que la mayoría de las variedades de cerámica no son conductoras y, por lo tanto, no se pueden mecanizar mediante erosión por chispa, el mecanizado por fresado en estado sinterizado es un avance enorme y abre nuevos mercados, como por ejemplo aplicaciones en la construcción de moldes. Debemos repensar completamente, pasando del rectificado con discos recubiertos de diamante a la técnica de fresado con bordes definidos y, especialmente en lo que respecta a los parámetros de mecanizado, aún tenemos que profundizar en ello – pero tengo grandes esperanzas en el rendimiento de las herramientas 3D MARLIN de ZECHA”, dice Torsten Prescher. Jörg Carle también ve el uso de las herramientas ZECHA como una gran ventaja: “Cuando mecanizamos con la máxima calidad superficial con precisión de micrómetros en la fresadora, ¡podemos ahorrar bastante tiempo y, en última instancia, dinero en la fabricación de los insertos de molde!”
Aprovechar más potencial en la construcción de moldes
Los tres socios del proyecto están convencidos: La construcción de moldes ofrece aún mucho más potencial de lo que sugiere el uso exclusivo de aceros. A través del uso específico de elementos cerámicos, se pueden elevar los tiempos de vida útil y la seguridad del proceso a un nuevo nivel, lo que conduce a una clara ventaja en conocimiento y a una mayor eficiencia. “Estamos ansiosos por el desarrollo de este proyecto y seguros de que nos mostrará un nuevo camino para llevar la construcción de moldes moderna a la siguiente etapa evolutiva”, explican los socios al unísono. Y así esperan haber completado el proyecto con éxito a principios de 2025 y poder informar detalladamente sobre los detalles y avances. “Tan pronto como hayamos terminado el proyecto, por supuesto, haremos que el público participe de nuestros resultados – porque estamos más que un poco orgullosos de nuestra idea y su implementación”, ofrece Stephen Rapp una perspectiva entusiasta.
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