Debido al crecimiento de la industria automotriz en México, la necesidad de generar procesos de producción en altos volúmenes se ha convertido en un factor de cambio tecnológico. Procesos con mayor automatización y equipamiento que funcione de manera continua son la constante ahora en las plantas de producción.
En el sector metalmecánico, un excelente ejemplo de esto es el troquelado progresivo, que permite generar un proceso continuo de corte y formado de lámina de metal en una sumatoria de operaciones que generan piezas de cierta complejidad de principio a fin.
La principal diferencia entre el troquelado progresivo y el simple radica en su capacidad y complejidad. El troquelado simple está limitado a una operación por golpe de prensa y se utiliza para piezas sencillas, con un mantenimiento relativamente sencillo. En contraste, el troquelado progresivo permite realizar múltiples operaciones en diferentes etapas, lo que resulta en una o varias piezas terminadas en un solo ciclo y, por ende, en una mayor productividad.
EL VALOR DE LA AUTOMATIZACIÓN
El troquelado progresivo ha ganado terreno en la manufactura metalmecánica mexicana gracias a diversos beneficios y mejoras en los indicadores de desempeño. Uno de ellos es la alta eficiencia y productividad, debido que ofrece la capacidad para realizar múltiples operaciones en una sola pasada. Cuando el volumen es menor, esto se puede hacer por un mismo operador realizando varias operaciones en una o más prensas, e incluso, cortando con láser para obtener los blanks. Pero cuando se requiere mayor volumen, hacerlo de esta manera estaría en detrimento de la productividad, y podría comprometer los tiempos de entrega.
Al no requerir de intervenciones manuales de manera intensiva, un beneficio claro de un sistema progresivo es el aseguramiento de la precisión y la calidad. Este método asegura componentes con tolerancias adaptadas, lo que garantiza un ajuste perfecto y una funcionalidad óptima, especialmente crucial en industrias como la automotriz y la aeroespacial.
La automatización, en sí misma, también permite reducir errores, los cuales suelen ser cometidos de manera natural por las personas, sobre todo por tratarse de tareas continuas y repetitivas. Además, con la integración de tecnologías como CNC y CAD, el troquelado progresivo permite crear formas y diseños complejos de una manera sistemática. Así que la ecuación tiempo y calidad se combinan de mejor manera y se vuelven cruciales en altos volúmenes.
Como cualquier proceso de troquelado moderno, se pueden utilizar una amplia gama de materiales y operaciones, desde cortes y punzonado, hasta embutidos, y de esta manera dar paso a un sin número de aplicaciones.
DISEÑO DE TROQUELES
Las herramientas empleadas en operaciones progresivas deben ser de muy alto rendimiento, ya que el diseño mismo del troquel puede impactar de manera importante en el costo del componente fabricado. La reutilización del conocimiento es una parte importante del diseño exitoso, particularmente en la herramienta de estampados progresiva.
Se han realizado estudios con diseñadores de este tipo de herramentales que indican que la reutilización de la información y el conocimiento de herramientas ocurre en muchas partes del proceso de diseño. Lo anterior ha dejado a la vista que las razones y condiciones para la reutilización varían dependiendo de en qué parte del proceso se encuentre el diseñador. Factores como la alta complejidad de los componentes desencadenan la reutilización. Además, la información sobre el rendimiento de la herramienta es vital para los diseñadores, ya que prefieren reutilizar solo aquellas herramientas con buen rendimiento y bajo mantenimiento.
En México, existen cada vez más empresas que ofrecen el diseño y la fabricación de los troqueles para estampados de piezas de lámina de metal. En estos casos, se utiliza ingeniería inversa para recoger toda la información geométrica parametrizada de una pieza, y partir de ahí para hacer el diseño del troquel. En la mente del diseñador, esto es como un origami de metal, en el que, en lugar de las manos, se usa la fuerza y precisión de las prensas, buscando la eficiencia al máximo.
CLIENTE PRINCIPAL
Como lo comentamos al inicio de este artículo, debido al crecimiento de la industria automotriz en México, la necesidad de generar procesos de producción en altos volúmenes se ha convertido en un factor de cambio tecnológico que deriva en métodos y sistemas con mayor grado de automatización. Pero no es exclusivo de las autopartes, también industrias como la de electrodomésticos o de aire acondicionado suelen ser muy demandantes.
Las empresas que se dedican a la fabricación y diseño de estos troqueles tienen cada vez mayor demanda pues el fabricante de dichos componentes metálicos necesita resolver ecuaciones financieras cada vez más ajustadas en su variable de rendimiento, lo que les hace buscar operaciones que combinen más operaciones en una sola configuración, que eliminen desperdicios, utilicen menos recursos y que aseguren costo y calidad.
Es por ello que el troquelado simple, que está limitado a una operación por golpe de prensa, es utilizado para piezas sencillas y de menor volumen; pero en la medida de lo posible, los fabricantes del ramo buscan configuraciones que les permitan realizar múltiples operaciones en diferentes etapas, lo que resulta en una o varias piezas terminadas en un solo ciclo y, por ende, en una mayor productividad.
ES UN TEMA DE EFICIENCIA
Es claro entonces que el troquelado progresivo ha ganado terreno en la manufactura metalmecánica gracias a diversos beneficios y mejoras en los indicadores de desempeño. Estos son cruciales para evaluar la eficiencia, la calidad y la rentabilidad del proceso de fabricación.
Estos son algunos beneficios y la manera en que influyen en los indicadores de rendimiento:
- Productividad y eficiencia: El troquelado progresivo permite realizar múltiples operaciones de estampado en un solo paso. Esto significa que una pieza de metal puede ser progresivamente formada, cortada y acabada en un ciclo continuo, lo que aumenta significativamente la tasa de producción. En términos de indicadores de rendimiento, esto se traduce en un aumento en la producción por hora y una reducción en los tiempos del ciclo.
- Menor scrap: En comparación con otros métodos de fabricación, el troquelado progresivo utiliza el material de manera más eficiente, lo que reduce el desperdicio. Esto no solo es beneficioso desde un punto de vista de costos, sino que también mejora la sostenibilidad del proceso de fabricación. Los indicadores de rendimiento relacionados incluyen la tasa de utilización del material y el costo de los materiales por unidad producida.
- Consistencia y calidad: Dado que las operaciones se realizan de manera automatizada y precisa, el troquelado progresivo produce componentes con una alta consistencia y calidad. Esto es especialmente importante en aplicaciones donde las tolerancias y especificaciones son críticas. Los indicadores de rendimiento afectados incluyen la tasa de rechazo o defectos y la uniformidad del producto.
- Costo laboral: Al ser un proceso automatizado, el troquelado progresivo requiere menos intervención manual en comparación con otros procesos de fabricación. Esto conduce a una reducción en costo de mano de obra y resulta en un incentivo para desarrollar personal especializado. Los indicadores de rendimiento relevantes incluyen la productividad laboral y los costos laborales por unidad.
- Cambio y setup: Los sistemas de troquelado progresivo suelen ser más rápidos de configurar y cambiar en comparación con otras prensas, lo que permite una mayor flexibilidad en la producción y la capacidad de responder rápidamente a los cambios en la demanda. Los indicadores de rendimiento relacionados incluyen el tiempo de inactividad por cambio y la flexibilidad de la producción.
- Seguridad: Al minimizar la intervención manual, el troquelado progresivo también reduce el riesgo de lesiones laborales. Este es un beneficio importante en términos de salud y seguridad ocupacional. Los indicadores de rendimiento relacionados incluyen la tasa de accidentes laborales y los días perdidos debido a lesiones.
- Diseños complejos: El troquelado progresivo permite la creación de piezas con diseños más complejos y detallados. Esto abre nuevas posibilidades para la innovación en diseño y mejora la competitividad del producto en el mercado. Los indicadores de rendimiento relevantes incluyen la tasa de innovación y la diversidad de productos.
- Optimización del Espacio: Debido a su capacidad para realizar múltiples operaciones en una sola máquina, el troquelado progresivo puede ayudar a optimizar el uso del espacio en el piso de producción. Este beneficio es crucial para las operaciones de fabricación donde el espacio es un recurso limitado. Los indicadores de rendimiento afectados incluyen la eficiencia del uso del espacio y los costos de operación asociados.
El troquelado progresivo representa una parte integral de la automatización en la industria metalmecánica en México. FABTECH México 2024, que se llevará a cabo en Monterrey, Nuevo León, probablemente la ciudad con mayor número de empresas con procesos de troquelado en el país, será un espacio ideal de encuentro de usuarios y fabricantes de prensas para realizar troquelados progresivos. También, será muy importante la presencia de los diseñadores industriales que son clave para el proceso de concepción y desarrollo de los herramentales que se requieren para lograr operaciones más óptimas para cada reto de ingeniería.
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Con el crecimiento de la industria automotriz, la necesidad de producir en grandes volúmenes de manera eficiente y con alta calidad es más importante que nunca. La capacidad del troquelado progresivo para integrar múltiples operaciones en un solo ciclo, su alta precisión y la posibilidad de producir diseños complejos, lo convierten en una herramienta indispensable en el moderno panorama de la fabricación. Con la continua evolución de la tecnología y la creciente demanda de productos personalizados y de alta calidad, el troquelado progresivo seguirá siendo un pilar fundamental en la industria de la metalmecánica mexicana.