El nuevo desarrollo representa un avance notable en un campo tecnológico altamente especializado: aumenta el número de deslizadores que se pueden accionar simultáneamente, lo que se traduce en un aumento significativo de la productividad. En la primera aplicación con un cliente, el tiempo de ciclo se redujo en un 70% en comparación con la solución anterior que utilizaba cuatro deslizadores.
Las carcasas de estator son componentes clave para MAPAL, para cuyo procesamiento la empresa ofrece un amplio portafolio de soluciones de herramientas y procesos. El punto de partida del desarrollo actual fue el procesamiento de un orificio de estator en una carcasa de aluminio de pared delgada para la movilidad eléctrica. La aplicación concreta combina una geometría de componente exigente con altas demandas de rentabilidad, lo que requería una solución de herramienta adecuadamente potente.
Control como principio de herramienta flexible para contornos complejos
Las herramientas de control permiten el mecanizado giratorio en centros de mecanizado con eje U, especialmente en componentes cúbicos con contornos internos complejos, diferentes diámetros, así como cavidades o desbordamientos. El procesamiento se realiza con la pieza de trabajo en posición fija y permite agrupar varios pasos de procesamiento en un solo montaje. En este caso, se trata del mecanizado interno del orificio de estator para un motor eléctrico. El componente de fundición de aluminio es de pared delgada y geométricamente exigente: el contorno del orificio presenta diferentes diámetros, radios de transición, cavidades y desbordamientos. Al mismo tiempo, existen las más altas exigencias de coaxialidad, redondez y concentricidad de todas las características de mecanizado.
Solución probada con deslizadores cuádruples
Hasta ahora, MAPAL utilizaba un cabezal de torneado controlado por varilla de tracción con deslizadores cuádruples y herramientas de acabado ancho para el procesamiento. Cuatro deslizadores que se accionan en la misma dirección, cada uno con un recorrido de 20 mm, realizaban el procesamiento complejo en un tiempo de ciclo de 120 segundos por carcasa de estator. Dada la creciente producción en el área de movilidad eléctrica, MAPAL se vio obligado a optimizar el proceso.
Nuevo concepto permite seis deslizadores
Equipar la herramienta con más filos es una solución obvia para aumentar la productividad. Sin embargo, el salto innovador no radica en el mayor número de filos, sino en realizar esto dentro de los límites constructivos de una herramienta de control mediante el rediseño del accionamiento de los deslizadores. Porque el concepto existente no ofrecía espacio para más filos. Mientras que en los deslizadores cuádruples anteriores se utilizaba un sistema clásico de transmisión de fuerza a través de la varilla de tracción, para la nueva solución se revisó fundamentalmente el interior de la herramienta.
Al desplazar el engranaje hacia el exterior en el propio deslizador, los componentes móviles se volvieron significativamente más compactos y, sobre todo, más ligeros, lo que a su vez redujo las fuerzas que actúan. Como resultado, se pudo aumentar el número de deslizadores que se pueden accionar simultáneamente de cuatro a seis, manteniendo la interfaz de la herramienta y dimensiones externas casi idénticas. Se solicitó una patente para esta solución constructiva, que ya ha sido reconocida.
Dos variantes para diferentes requisitos
Para satisfacer diferentes requisitos en el procesamiento, MAPAL ha realizado dos variantes basadas en el nuevo concepto. En la primera versión, seis deslizadores trabajan simultáneamente hacia afuera, creando así una herramienta de seis filos completamente funcional. El recorrido es de 10 milímetros, lo que corresponde a un rango de diámetro de 20 milímetros. En la segunda variante, el sistema está diseñado como un concepto 3+3: el accionamiento de la varilla de tracción acciona tres deslizadores, mientras que tres deslizadores opuestos permanecen inactivos. Debido al movimiento opuesto, aquí se obtiene un recorrido de ±5 milímetros por deslizador, lo que corresponde a un rango de procesamiento de 10 milímetros en diámetro. La disposición de los filos reduce las fuerzas de tracción y al mismo tiempo permite el uso combinado de diferentes geometrías de filos. Así, se pueden utilizar tanto herramientas de acabado ancho para altos avances como herramientas de radio económicas para desbordamientos y transiciones en diferentes áreas de contorno.
Hasta un 70% menos de tiempos de ciclo en la práctica
El beneficio para el cliente se refleja inmediatamente en el rendimiento del proceso. La solución cuádruple utilizada hasta ahora procesaba el contorno en 120 segundos. Con la variante 3+3 del nuevo deslizador de seis filos, el tiempo de ciclo se pudo reducir a 35 segundos. La versión completa de seis filos alcanzó incluso 33 segundos. Esto reduce el tiempo de procesamiento en aproximadamente un 70% según la configuración, manteniendo una alta precisión y seguridad del proceso. Una ventaja adicional radica en los costos potencialmente reducidos de material de corte de la variante 3+3, ya que se pueden utilizar filos estándar específicamente donde no se requiere geometría de acabado ancho.
Decisivo para este aumento de rendimiento es la masa reducida de las partes móviles. En las herramientas de control, no es el peso total lo que importa, sino sobre todo la masa de los deslizadores móviles. Cuanto más ligeros sean, menores serán las fuerzas centrífugas y mayor podrá ser la velocidad de rotación sin exceder la fuerza de accionamiento limitada de la varilla de tracción de la máquina. Precisamente aquí es donde interviene el nuevo desarrollo. Permite velocidades de rotación más altas y, por lo tanto, amplía la ventana del proceso. Al mismo tiempo, se mantiene la típica fortaleza de las herramientas de control: los contornos se pueden ajustar de manera flexible a través del programa NC en caso de cambios en el componente, sin necesidad de modificar constructivamente la herramienta misma. Además, mediante el intercambio de la herramienta de acoplamiento, la herramienta base se puede seguir utilizando de manera flexible, rápida y económica para variantes de componentes o nuevas aplicaciones.
La primera aplicación del innovador deslizador de seis filos de MAPAL en el procesamiento de carcasas de estator fue extremadamente exitosa, y se están implementando más herramientas. El desarrollo también demuestra que MAPAL sigue persiguiendo de manera coherente el procesamiento por control como un campo tecnológico estratégicamente relevante. Para los usuarios, esto significa continuidad en un segmento especializado exigente y un socio que ha acompañado y promovido esta tecnología flexible durante muchos años.
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