En el proveedor de automóviles Schabmüller, MAPAL ha estado a cargo de la gestión de herramientas desde hace tiempo. Ahora, el fabricante de herramientas de Aalen también ha asumido la programación CAD/CAM de las piezas, incluida la simulación. Con el aumento de las exigencias en el mecanizado de aluminio, el fabricante valora este servicio completo.
La Schabmüller Automobiltechnik GmbH (SMI) en Großmehring cerca de Ingolstadt ha estado activa como proveedor de automóviles desde 1988 y se ha especializado cada vez más en la fabricación eficiente de grandes series. Las piezas se utilizan, entre otros, en vehículos de Mercedes, Porsche, Audi, BMW y Jaguar. SMI actúa principalmente como proveedor de nivel 2. Los grandes clientes son Aludyne y Strojmetal, que son proveedores directos para la industria automotriz como fundición y forja de aluminio.
Hasta hace unos años, Schabmüller producía tapas de cilindro para el motor V de 3,0 litros del grupo VW en cantidades anuales de hasta 320,000. Las piezas, para las cuales Schabmüller también se encarga del montaje, todavía se fabrican, aunque el volumen ya ha disminuido. Sin embargo, han llegado otros grandes pedidos que hacen a la empresa menos dependiente del motor de combustión.
“Mientras tanto, la producción de piezas de chasis ha comenzado. Esto nos ofrece la oportunidad de diversificarnos en esta dirección”, se alegra el director general Helmut Häckl. “Nuestra empresa ha evolucionado y ha perseguido exactamente este objetivo.” Sin embargo, las nuevas piezas también presentan desafíos para Schabmüller.
Al entrar en la producción de piezas de chasis, Schabmüller ha adquirido experiencias completamente nuevas. Especialmente con los componentes para vehículos eléctricos, los proyectos a veces se retrasan, las cantidades originalmente planificadas no se alcanzan, o hay cambios de última hora antes del inicio de la producción en serie. Helmut Häckl conoce los antecedentes: “Los OEM recopilan experiencias hasta el final en pruebas de carga para los vehículos que se vuelven cada vez más pesados debido al peso de las baterías.
Esto lleva a que ciertas piezas se diseñen de manera más robusta para poder cubrir cada situación límite.” Un ejemplo ilustrativo es el portarruedas, donde surgieron problemas de rigidez durante la operación, lo que llevó a que, casi en el último minuto, se añadiera una superficie adicional a procesar y una nervadura de refuerzo.
Schabmüller debe planificar las instalaciones y precios de las piezas incluso antes de que se determine cómo serán en detalle, lo que representa un desafío constante para el fabricante. “Para conseguir un pedido, el tiempo de ciclo es el factor decisivo”, dice Helmut Häckl.
MAPAL involucrado desde el principio
Para manejar mejor estos cambios de última hora y optimizar toda la producción, Schabmüller decidió involucrar a MAPAL desde el principio en la programación CAD/CAM. “Mantenemos una colaboración muy cooperativa con MAPAL y valoramos los tiempos de respuesta rápidos”, explica Häckl. “Por lo tanto, tuvimos una buena sensación al ampliar la cooperación a la programación CNC y la simulación.”
MAPAL ya ha estado involucrado en el diseño de herramientas para nuevos proyectos y es responsable de la gestión de herramientas. Estos servicios están hechos a medida para las necesidades del cliente. Hasta ahora, esto incluía la disposición de las herramientas, su preajuste, entrega y reacondicionamiento, soporte técnico para la producción en serie, así como optimizaciones de tiempo de herramienta y de ciclo.
Desde 2018, Schabmüller ya no programa por sí mismo. “Para CAD/CAM necesitamos especialistas que dominen este tema”, dice Häckl. “Si solo abordamos de dos a cuatro nuevos proyectos al año, un empleado no puede estar capacitado en esto.” Mientras tanto, Schabmüller utilizó en parte los servicios del fabricante de máquinas para la programación. Sin embargo, no había posibilidad de simulaciones 3D, por lo que el fabricante era consciente de que no se estaban utilizando todas las posibilidades para optimizar los tiempos de ciclo.
Desde que MAPAL está involucrado desde el principio, esto ha cambiado. La programación NC, la simulación y la gestión de herramientas ahora funcionan perfectamente juntas. En el diseño de herramientas, por ejemplo, se utilizan datos de simulación, lo que permite detectar posibles colisiones con antelación. Se puede reaccionar de inmediato a los cambios en las piezas por parte de los OEM antes del inicio de la producción. En las simulaciones 3D se realizan modificaciones antes de que las herramientas estén terminadas. “Si no se detienen cambios significativos a tiempo, esto puede resultar en costos de cinco cifras”, explica Stephan Streck la importancia de la simulación.
Para la optimización del mecanizado, la simulación también juega un papel crucial. Muestra, por ejemplo, ángulos de entrada que pueden mejorar la eliminación de material. También se puede reducir el envolvimiento de una herramienta con los datos de la computadora. “Detalles como estos son mucho más fáciles de reconocer en la simulación que si se mira a través de la ventana de la máquina”, dice Streck.
Piezas forjadas en lugar de fundición de aluminio
Con las piezas de chasis, hay un cambio en el material de la fundición de aluminio a aluminio forjado. Las piezas forjadas tienen números de carga significativamente más altos que las piezas fundidas. La mayor estabilidad se requiere especialmente en la electromovilidad. Sin embargo, esto también aumenta las exigencias en el mecanizado para alcanzar el tiempo de ciclo requerido. La eliminación de material y, por lo tanto, el volumen a mecanizar son significativamente mayores, lo que requiere estrategias de fresado ajustadas.
Además, las propiedades del material han cambiado, como explica Stephan Streck: “En comparación con la fundición de aluminio, el material forjado tiene un contenido de silicio muy reducido. Esto significa que las virutas no se rompen bien, se generan virutas largas durante el mecanizado y nos encontramos con bordes recubiertos. Para encontrar soluciones aquí, se requiere toda la competencia de MAPAL en el mecanizado de aluminio.” Schabmüller actualmente fabrica parte de los portarruedas, soportes de pivote y tirantes de caída en Großmehring a partir de aluminio forjado.
Fresadora de alto volumen NeoMill-Alu-QBig utilizada antes de su lanzamiento al mercado
Para mejorar los procesos, también es importante que MAPAL incorpore nuevas herramientas tan pronto como estén disponibles y prometan ventajas. Como informa el técnico de aplicaciones Eugen Bien, la nueva fresadora de plaquitas intercambiables NeoMill-Alu-QBig se utilizó en Schabmüller antes de su lanzamiento oficial al mercado.
Este nuevo fresador de plaquitas intercambiables de MAPAL representa un rendimiento excepcional en el fresado de alto volumen de aluminio. Para alcanzar volúmenes de eliminación de material lo más grandes posible, está diseñado para su uso a velocidades de hasta 35,000 min-1. Tornillos con alta resistencia a la tracción aseguran un ajuste firme a pesar de las altas fuerzas centrífugas, manteniendo las plaquitas en su lugar prismático. El cuerpo base ha sido equipado por MAPAL con un sistema de equilibrado fino para proteger el husillo de la máquina y alcanzar la mejor calidad superficial posible. Además, el enfoque en el desarrollo se centró en fuerzas de corte bajas y plaquitas intercambiables de alta precisión.
Entre los tres recubrimientos disponibles, los técnicos de MAPAL eligieron una capa de diamante para el mecanizado de fundición a presión en Schabmüller. En uso, el operador de la máquina gira las plaquitas intercambiables con sus dos bordes de corte directamente en la máquina, mientras que el reabastecimiento de los fresadores lo realiza MAPAL en la sala de ajuste. Una ventaja son los bordes de corte más resistentes de carburo del NeoMill-Alu-QBig en comparación con los fresadores anteriores con bordes de corte PKD soldados: se rompen menos rápidamente en condiciones de retroceso de arena del molde de fundición en la pieza en bruto.
Sin embargo, hay algo más decisivo para el usuario, como afirma Helmut Häckl: 'En la producción hemos logrado tiempos de ciclo más cortos con el NeoMill-Alu-QBig, porque podemos operar con valores más altos en la velocidad de corte y el avance. A cambio, estaríamos dispuestos a aceptar tiempos de inactividad más bajos.'
Con el cambio al NeoMill-Alu-QBig, se ha dado una estrategia de fresado diferente y una mayor densidad de material en el centro debido a la herramienta. Los valores medidos por MAPAL demuestran el éxito logrado. Las adaptaciones implementadas con parámetros de corte más altos, el cambio de fresado circular a fresado en hélice y las condiciones de mecanizado mejoradas resultaron en un ahorro de tiempo de ciclo del 54 por ciento para este proceso. Con la nueva herramienta, se pudo aumentar el avance de diente de un promedio de 14 mm a 32 mm.
En el extenso conjunto de herramientas para el mecanizado de un soporte de rueda, el NeoMill-Alu-QBig es una de las pocas herramientas estándar, pero juega un papel decisivo en el tiempo de ciclo, como dice Eugen Bien: 'El uso del NeoMill-Alu-QBig representa aproximadamente el 30 por ciento del tiempo total de mecanizado.' El enfoque está en el desbaste de la pieza, pero la herramienta también produce superficies en calidad de pieza terminada.
Los soportes de rueda plantean altas exigencias a la estrategia de mecanizado. Para Porsche y AMG, Schabmüller fabrica anualmente aproximadamente 97,000 piezas de piezas fundidas o forjadas, para las cuales se necesita un tiempo de ciclo de seis minutos para dos piezas en el doble husillo. Los conjuntos de herramientas para esto comprenden de 45 a 55 herramientas. La mayor parte de ellas son herramientas especiales personalizadas. La mayoría de estas, como brocas, brocas escalonadas o herramientas de perforación fina, solo se utilizan brevemente para uno o dos mecanizados. La tarea de la simulación es mantener los tiempos auxiliares lo más cortos posible con la gran cantidad de herramientas y, de ser posible, ejecutar cada mecanizado solo una vez.
Espacio para el crecimiento futuro
Schabmüller cuenta actualmente con alrededor de 150 empleados y está en constante crecimiento. Recientemente se completó un tercer edificio. Originalmente concebido para la producción de tapas de cilindros para VW en grandes cantidades, parte del doble edificio se utiliza actualmente de otra manera. Para fabricar tapas para baterías de vehículos eléctricos, Schabmüller mecaniza una gran parte del material de partida. En un segundo proyecto, se están produciendo carcasas de eje trasero para otro fabricante de automóviles.
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