Schabm�ller recurre a la experiencia de Mapal en el mecanizado del aluminio

Desde hace un tiempo, Mapal, marca comercializada en Espa�a por Ayma Herramientas, gestiona las herramientas en el proveedor de automoci�n Schabm�ller. Adem�s, el fabricante de herramientas, con sede en Aalen, se encarga de la programaci�n CAD/CAM de los componentes, incluidas las simulaciones. Ante los crecientes desaf�os del mecanizado del aluminio, Schabm�ller valora especialmente esta soluci�n integral.

Schabm�ller Automobiltechnik GmbH (SMI), ubicada en Gro�mehring, cerca de Ingolstadt, es desde 1988 proveedor del sector de la automoci�n y progresivamente se ha especializado en la producci�n eficiente de grandes series. Sus piezas se integran en veh�culos de marcas como Mercedes, Porsche, Audi, BMW y Jaguar, entre otras. SMI opera principalmente como proveedor de segundo nivel. Entre sus principales clientes se encuentran Aludyne y Strojmetal, empresas que suministran directamente a los fabricantes de autom�viles el material de fundici�n de aluminio y forja.

Hasta hace algunos a�os, Schabm�ller fabricaba tapas de culata para el motor V6 de 3.0 litros del grupo VW, alcanzando vol�menes de producci�n de hasta 320.000 unidades anuales. Aunque estos componentes �cuya instalaci�n tambi�n est� a cargo de Schabm�ller� se siguen produciendo, el volumen ha disminuido. No obstante, nuevos pedidos de gran envergadura han permitido a la empresa reducir su dependencia del motor de combusti�n. �Desde entonces, hemos comenzado con la producci�n de piezas para sistemas de suspensi�n, lo que nos brinda la oportunidad de diversificar nuestra actividad en esta direcci�n�, explica el director general Helmut H�ckl. �Nuestro negocio ha evolucionado con ese prop�sito en mente�. Sin embargo, los nuevos componentes tambi�n suponen retos adicionales para Schabm�ller.

La producci�n en Schabm�ller se realiza principalmente en m�quinas multihusillo. Los�portacubos se mecanizan en una m�quina de doble husillo de SW.

Con su incursi�n en la producci�n de componentes para los sistemas de suspensi�n, Schabm�ller se enfrent� a experiencias completamente nuevas. En el �mbito de los veh�culos el�ctricos, los proyectos suelen sufrir retrasos, no alcanzan los vol�menes originalmente previstos o requieren modificaciones de �ltimo momento antes del inicio de la producci�n en serie. Helmut H�ckl conoce bien la causa: �Hasta el final, los fabricantes de equipos originales siguen acumulando datos a partir de las pruebas de carga, ya que los veh�culos son cada vez m�s pesados debido a las bater�as. Por ello, ciertos componentes deben redise�arse con estructuras m�s robustas para cubrir todas las situaciones l�mite�. Stephan Streck, consultor t�cnico de Mapal, lo ilustra con un ejemplo concreto: en el caso de un soporte de buje, surgieron problemas de rigidez durante la conducci�n. Pr�cticamente en el �ltimo momento, fue necesario mecanizar una superficie adicional y a�adir una nervadura de refuerzo.

Schabm�ller debe planificar tanto las instalaciones como los precios de los componentes incluso antes de contar con un dise�o definitivo, lo que representa un desaf�o constante para la empresa. �El tiempo de ciclo es el factor clave para adjudicarse un pedido�, afirma Helmut H�ckl.

Para afrontar mejor los cambios de �ltima hora y seguir optimizando su producci�n global, Schabm�ller decidi� involucrar a Mapal desde la fase de programaci�n CAD/CAM. �Mantenemos una colaboraci�n muy estrecha con Mapal y valoramos especialmente su rapidez de respuesta�, se�ala Helmut H�ckl. �Por eso, vimos con buenos ojos ampliar nuestra cooperaci�n hacia la programaci�n y simulaci�n CNC�. Actualmente, Mapal participa en el dise�o de las herramientas para nuevos proyectos y tambi�n se encarga de la gesti�n integral de las herramientas. Sus servicios est�n completamente adaptados a las necesidades del cliente e incluyen la programaci�n de herramientas, el preajuste, la dosificaci�n y reacondicionamiento, el soporte t�cnico para la producci�n en serie, as� como la optimizaci�n de tiempos de ciclo, rendimiento y vida �til de las herramientas.

Schabm�ller dej� de realizar programaci�n interna en 2018. �Para CAD/CAM, necesitamos especialistas con un dominio absoluto del tema�, explica H�ckl. �Si solo trabajamos entre dos y cuatro proyectos nuevos al a�o, no tiene sentido contar con un recurso interno dedicado exclusivamente a ello�. Desde entonces, Schabm�ller ha recurrido ocasionalmente a los servicios de los fabricantes de m�quinas para cubrir las necesidades de programaci�n. No obstante, la falta de simulaciones en 3D supon�a una limitaci�n importante: era evidente que no se estaban explotando al m�ximo las posibilidades de optimizaci�n de los tiempos de ciclo.

Con la incorporaci�n de Mapal desde las fases iniciales, la situaci�n ha cambiado radicalmente. La programaci�n NC, la simulaci�n y la gesti�n de herramientas est�n ahora completamente integradas. Por ejemplo, los datos generados en las simulaciones se incorporan directamente a la planificaci�n de herramientas, lo que permite detectar posibles colisiones en una etapa temprana. Adem�s, MAPAL puede reaccionar de inmediato ante cualquier cambio en los componentes por parte de los OEM, incluso antes del inicio de la producci�n. Las modificaciones se prueban primero en entornos virtuales mediante simulaciones 3D, antes de que se fabriquen las herramientas definitivas. Stephan Streck subraya la importancia de este enfoque: �Si no se detectan a tiempo los efectos negativos de un cambio, los costes pueden alcanzar f�cilmente cifras de cinco d�gitos�.

La simulaci�n tambi�n juega un papel fundamental en la optimizaci�n del mecanizado. Por ejemplo, permite identificar �ngulos de aproximaci�n que mejoran la eficiencia en la eliminaci�n de material. Adem�s, los datos generados por ordenador pueden utilizarse para minimizar el recorrido de las herramientas. �Este tipo de detalles es mucho m�s sencillo de detectar mediante simulaciones que observando directamente el proceso dentro de la m�quina�, explica Streck.

Las piezas de suspensi�n implican un cambio en el material base, pasando de aluminio fundido a presi�n a aluminio forjado. Las piezas forjadas presentan una capacidad de carga significativamente mayor que las fundidas. Esta mayor estabilidad es especialmente importante en el contexto de la electromovilidad. Sin embargo, tambi�n implica mayores exigencias en el mecanizado para alcanzar los tiempos de ciclo deseados. La cantidad de material a eliminar y, por tanto, el volumen a mecanizar, es considerablemente mayor, lo que requiere el desarrollo de estrategias de fresado espec�ficas y adaptadas.

Las propiedades del material tambi�n han cambiado, tal como explica Stephan Streck: �En comparaci�n con las piezas de aluminio fundido, el aluminio forjado tiene un contenido de silicio mucho menor. Esto provoca que las virutas no se fragmenten adecuadamente, generando virutas largas durante el mecanizado, lo que implica un mayor desgaste en los filos. Para encontrar soluciones, es imprescindible aplicar toda la experiencia que Mapal tiene en el mecanizado del aluminio�. Actualmente, Schabm�ller utiliza aluminio forjado para la fabricaci�n de algunos soportes de buje, nudillos de direcci�n y brazos de control producidos en Gro�mehring.

Otro aspecto de la mejora continua de los procesos es que Mapal incorpora nuevas herramientas tan pronto como est�n disponibles y ofrecen ventajas claras. Como se�ala Eugen Bien, ingeniero de aplicaciones, la nueva fresa de plaquita intercambiable NeoMill-Alu-QBig fue empleada en Schabm�ller incluso antes de su lanzamiento oficial al mercado.

Esta nueva fresa de plaquita intercambiable de Mapal destaca por su �ptimo rendimiento en el fresado de gran volumen del aluminio. Est� dise�ada para operar a velocidades de hasta 35.000 rpm, lo que permite alcanzar la m�xima tasa de eliminaci�n de material. Para garantizar un ajuste seguro frente a las elevadas fuerzas centr�fugas, los tornillos empleados tienen una resistencia a la tracci�n superior, asegurando una sujeci�n firme de las nuevas placas intercambiables en su asiento prism�tico. Adem�s, el cuerpo de la herramienta cuenta con un sistema de equilibrado fino que protege el husillo de la m�quina y contribuye a obtener acabados superficiales de alta calidad. Durante el desarrollo, se prest� especial atenci�n en minimizar las fuerzas de corte y a la precisi�n de las plaquitas intercambiables.

De los tres recubrimientos disponibles, los t�cnicos de Mapal seleccionaron un recubrimiento de diamante para el mecanizado de las fundiciones de molde en Schabm�ller. Durante la operaci�n, el operario gira las plaquitas intercambiables, que cuentan con dos filos de corte, directamente en la m�quina. Posteriormente, Mapal realiza el ajuste de la fresa en la sala especializada. Una ventaja de las plaquitas d�ctiles de metal duro integral de la NeoMill-Alu-QBig, en comparaci�n con las fresas con cuchillas de PCD soldadas usadas anteriormente, es que ofrecen mayor resistencia al desgaste ante la presencia de residuos de arena del molde en la pieza en bruto.

Sin embargo, hay otro factor clave para el usuario, como se�ala H�ckl: �En la producci�n, conseguimos reducir los tiempos de ciclo con el NeoMill-Alu-QBig, gracias a que pudimos aumentar tanto la velocidad de corte como el avance. Para ello, estuvimos dispuestos a sacrificar una vida �til m�s larga de la herramienta�.

La adopci�n de la NeoMill-Alu-QBig implic� implementar una estrategia de fresado diferente y aumentar la densidad de viruta central. Los resultados medidos por MAPAL reflejan claramente el �xito logrado. Con par�metros de corte m�s agresivos, el cambio del fresado circular al fresado helicoidal y mejores condiciones de mecanizado, se consigui� una reducci�n del 54 % en el tiempo de ciclo para esta operaci�n. La nueva herramienta permiti� incrementar el avance por diente de un promedio de 14 mm a 32 mm.

Dentro del amplio conjunto de herramientas utilizadas para el mecanizado de un portacubos, la NeoMill-Alu-QBig es una de las pocas herramientas est�ndar, pero desempe�a un papel fundamental en la reducci�n del tiempo de ciclo. Como explica Eugen Bien: �El uso de la NeoMill-Alu-QBig representa aproximadamente el 30 % del tiempo total de mecanizado�. Aunque el enfoque principal est� en el desbaste del componente, esta herramienta tambi�n es capaz de generar superficies con calidad de pieza terminada.

Los portacubos imponen altos requisitos a la estrategia de mecanizado. Para Porsche y AMG, Schabm�ller produce aproximadamente 97.000 unidades al a�o, a partir de piezas fundidas o forjadas, lo que exige un tiempo de ciclo de seis minutos para dos componentes en un doble husillo. Los juegos de herramientas utilizados comprenden entre 45 y 55 piezas, en su mayor�a personalizadas y espec�ficas para cada cliente. La mayor�a de estas herramientas, como brocas, brocas escalonadas y herramientas de mandrinado fino, se emplean en una o dos operaciones de mecanizado solamente. En este contexto, la funci�n de la simulaci�n es minimizar el tiempo no productivo asociado a las distintas herramientas, y, en el mejor de los casos, asegurar que cada operaci�n de mecanizado se ejecute una sola vez.

Schabm�ller cuenta actualmente con alrededor de 150 empleados y se encuentra en constante crecimiento. Recientemente se finalizaron las obras de una tercera nave. Originalmente dise�ada para la producci�n en grandes series de tapas de culata para VW, parte de esta doble nave se destina ahora a otros fines. Actualmente, Schabm�ller mecaniza grandes vol�menes de material base para fabricar placas superiores de bater�as para veh�culos el�ctricos. Adem�s, en un segundo proyecto, se est�n produciendo carcasas de eje trasero para otro fabricante de autom�viles.