Acabado o superacabado, lapeado, bruñido o acabado por vibración: la gama de procesos de fabricación que pueden utilizarse para el tratamiento final de superficies ofrece un impresionante abanico de posibilidades. El proverbial "toque de acabado" influye en el comportamiento de aplicación de piezas y componentes, representa singularidad y ventajas competitivas. GrindingHub, la nueva feria líder en tecnología de rectificado, que se celebrará en Stuttgart del 17 al 20 de mayo de 2022, sienta las bases para el acabado y el mecanizado de precisión. Para gran satisfacción de muchos expositores: tras la pausa ferial por la pandemia, se hace necesaria la comunicación y la transferencia de conocimientos para los procesos intensivos en consultas.
Uli Lars Bögelein afirma que tardó "menos de diez segundos" en decidirse a exponer en GrindingHub. El Director General de Stähli Läpp-Technik GmbH, con sede cerca de Stuttgart, está convencido de que todo el sector se beneficiará de la feria. Fundada hace más de 40 años como empresa de ventas de máquinas planas de bruñido, lapeado y pulido del grupo suizo Stähli, la empresa, que forma parte del grupo, considera ahora que su especialidad principal es el mecanizado por encargo, además de la ingeniería mecánica y las ventas. Esto se presta a la entrada en el mecanizado de precisión, pero no sólo eso, como deja claro Bögelein.
El gerente de Stähli describe tres grupos de usuarios, principalmente de la industria automovilística y eléctrica, la tecnología médica, la ingeniería mecánica y la industria óptica, que se ponen en contacto con él. Para el primer grupo, los costes de inversión, a veces elevados, tanto de las bruñidoras planas de 2 y 3 discos como de las lapeadoras y pulidoras de 1 disco no son (todavía) un problema porque las cantidades requeridas son demasiado bajas. Pero también está el grupo de los que necesitan cantidades elevadas, si no extremadamente elevadas, pero "deliberadamente no quieren llevar el proceso y todo lo que conlleva a la empresa". Las máquinas de lapeado, en particular, son muy especializadas y no encajan en todos los entornos de producción, admite Bögelein. Es un proceso exigente y sigue necesitando mucho trabajo manual y empleados especialmente formados y debidamente motivados.
Por último, hay un tercer grupo de usuarios que está iniciando una serie de pruebas en Stähli. Quieren familiarizarse con el proceso y la máquina antes de que la serie se ponga en marcha por completo y hacer uso del servicio y la experiencia del especialista. Stähli Läpp-Technik también ofrece toda la gama de consumibles y accesorios, desde discos CBN y suspensiones diamantadas hasta equipos de ensayo. Las ferias son muy importantes y a menudo sirven para el primer contacto, afirma Uli Bögelein. Los visitantes acuden con dibujos y piezas de trabajo, pero también con consultas específicas sobre máquinas y se les explica la tecnología. Cuando se trata de tolerancias de fabricación por debajo del micrómetro y superficies funcionales afiligranadas, se requieren conocimientos tecnológicos específicos.
Impulsores del desarrollo en el entorno industrial
Según Thomas Harter, Director de Producto de Supfina Grieshaber, de Wolfach, en la Selva Negra, la motivación para centrarse más en la calidad de las superficies y los procesos de acabado y mecanizado ultrafino tiene que ver con "motores de desarrollo" claramente identificables. Supfina, también expositor en GrindingHub, cuenta con muchos años de experiencia en el campo del superacabado y el rectificado, desarrolla máquinas y lleva a cabo investigaciones específicas.
Harter cita ejemplos de la industria automovilística. Por ejemplo, la esperada normativa legal sobre Euro 7 y la consiguiente reducción de la contaminación por polvo fino están impulsando la evolución del mercado de los discos de freno. Según el experto, es probable que los futuros discos de freno se diseñen con revestimientos de materiales duros difíciles de mecanizar. Como socio de desarrollo, Supfina se encarga del desarrollo del proceso de rectificado de los discos de freno recubiertos. La experiencia se incorporará al desarrollo de toda la cadena de procesos para permitir, en última instancia, una producción rentable de discos de freno.
La movilidad eléctrica también plantea nuevas exigencias al superacabado. Se necesitan soluciones preparadas para el futuro que reduzcan el ruido en la transmisión, la dirección o al ajustar los asientos y los elevalunas en el interior del vehículo. Por ejemplo, Supfina ha desarrollado una serie de máquinas para la producción económica de rodamientos silenciosos.
Definición de características superficiales específicas
El Dr. André Wagner, Director de Tecnología de Rectificado de Hermes Schleifmittel, Hamburgo, explica hasta qué punto están cambiando los requisitos de calidad de las superficies y lo importante que es el proceso de coordinación precisa con los clientes. Mientras que algunos procesos, como el mecanizado de alto rendimiento del acero, se optimizan sobre todo en términos de productividad y rentabilidad, otros, como el rectificado de engranajes, exigen generar piezas de alta calidad, afirma el experto. El objetivo, a menudo fijado en el pasado, de reducir al mínimo la rugosidad de la superficie se está sustituyendo cada vez más por el establecimiento selectivo de características superficiales específicas. Sin embargo, la selección y definición de las propiedades superficiales deseadas dependen en gran medida de la aplicación respectiva del engranaje y del objetivo. "Por eso es esencial una comunicación buena y clara entre el cliente y el fabricante de herramientas de rectificado", subraya Wagner. Tanto las condiciones marco mecánicas como los requisitos de calidad del componente que se va a fabricar y la productividad del proceso deben definirse claramente y acordarse de antemano. Según Wagner, los resultados ideales del proceso sólo pueden alcanzarse fijando objetivos precisos junto con un diseño específico de la aplicación del proceso de rectificado. Tomando la rueda dentada como ejemplo, esto significaría maximizar la eficiencia de la caja de cambios y reducir las emisiones de ruido, que son importantes para los vehículos de propulsión eléctrica. Al seleccionar y diseñar las herramientas de rectificado adecuadas, deben tenerse en cuenta todos los parámetros que determinan el proceso, como el entorno de la máquina y el suministro de lubricante refrigerante. "No siempre tiene que ser la herramienta de alto rendimiento. En muchos casos, basta con especificaciones más favorables si el proceso en su conjunto se diseña correctamente", afirma André Wagner.
Enfoque científico de las cadenas de procesos
Los procesos de acabado y superacabado pueden contribuir a que las piezas sean únicas. "A medida que se hace patente la tendencia hacia la fabricación de productos individualizados en lotes pequeños, aumenta la necesidad de procesos de fabricación adaptables que puedan adaptarse a los requisitos cambiantes de los productos", afirma el Instituto de Máquinas-Herramienta y Gestión de Fábricas (IWF) de la Universidad Técnica de Berlín. Aquí, los procesos de mecanizado guiados por robots son un foco de investigación en el campo del mecanizado de precisión y el acabado. "Los procesos de mecanizado guiados por robot pueden aplicarse a muchos componentes diferentes, especialmente en combinación con herramientas flexibles o de movimiento libre, como para el cepillado, el lijado con cinta o el acabado por vibración", explica el director del Instituto, el profesor Eckart Uhlmann. "Incluso los procesos de bruñido que convencionalmente se llevan a cabo en máquinas-herramienta rígidas pueden realizarse utilizando herramientas de bruñido guiadas por robots para repasar orificios en diferentes posiciones." Uhlmann, que también es miembro de la WGP (Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik), ve la principal ventaja de utilizar un robot como máquina de procesamiento universal en el hecho de que los pasos de procesamiento pueden enlazarse de forma flexible. De este modo, las cadenas de proceso pueden adaptarse con poco esfuerzo a los requisitos de cada componente.
El interés de la investigación muestra que, aunque en el futuro cabe esperar una mayor utilización de procesos de fabricación innovadores para el acabado y el mecanizado de precisión, sigue siendo problemático para muchas empresas. La industria ofrece tanto máquinas y herramientas tecnológicamente avanzadas como amplios conocimientos especializados para el diseño de superficies de superficies funcionales sometidas a esfuerzos tribológicos. Por otro lado, las máquinas especializadas son demasiado caras para las pequeñas y medianas empresas y, para lotes más bien pequeños o medianos, la automatización es compleja y el conocimiento de las interacciones se limita a los especialistas. Ferias como GrindingHub ofrecen la oportunidad de mostrar de forma transparente máquinas, herramientas, procesos y resultados de trabajo.
