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Procesos de fresado más eficientes, sostenibles y flexibles en piezas esbeltas

04/05/2020

El mecanizado de piezas esbeltas ocupa gran parte de la producción de las pymes. Se calcula que alrededor del 65% de su producción está orientada a la fabricación de pieza (o partes de pieza) esbelta. La fabricación de este tipo de piezas resulta problemática porque surgen inestabilidades derivados de la propia flexibilidad de la pieza. Analizar esta problemática es el propósito de este artículo de IDEKO.

Existe la necesidad para las pymes mecanizadoras de aumentar sus capacidades productivas y crecer en volumen para poder ser competitivos en un mercado cada vez más complejo. Pero debido a su reducido tamaño se ven limitadas a la hora de acceder a tecnologías y medios productivos que requieren grandes inversiones.
El entorno competitivo de las pymes mecanizadoras está muy concentrado en otras compañías del entorno de capacidades similares. Se trata de empresas pequeñas, enraizadas en la red industrial que ofrecen sus servicios a OEMs y compañías referentes.
Las capacidades técnicas y productivas de estas compañías son cruciales a la hora de que las grandes empresas decidan dónde realizar nuevas inversiones. Si en el entorno no hay empresas que puedan cubrir sus necesidades, la producción se traslada a lugares donde los costes no sean tan elevados.
Esta casuística no es nueva, pero en los últimos años está siendo cada vez más difícil diferenciarse de compañías no sólo del entorno geográfico sino de la competencia proveniente de países donde los costes de producción son menores.
Esta situación es una de las constantes en este tipo de empresas, ya que siendo empresas muy pequeñas no es fácil para ellas optar por contratos de grandes lotes, debido a que sus capacidades productivas son limitadas. En estos momentos, la especialización y el valor añadido, está totalmente relacionado con la capacidad para mecanizar piezas complejas que acarrean problemáticas que otros mecanizadores no pueden abordar.
Es así que el 65% de la producción de este tipo de mecanizadores está enfocado a la producción de piezas variadas (lotes pequeños) y geometría y casuística compleja como pueden ser las piezas flexibles.
Otro de los aspectos clave del proyecto es el desarrollo de tecnologías que acerquen las ventajas que ofrece la digitalización en los entornos productivos. Cuando los mercados son cada vez más competitivos y abiertos, la industria debe ofrecer algo más que la fabricación de buenos productos; debe transformarse de la mano de la servitización y digitalización como proveedor de servicios especializados y diferenciales.
La prestación de servicios ha ido extendiéndose a todas las actividades industriales, y con el desafío que supone la Industria 4.0 y la digitalización, es el momento de que los servicios ofrecidos por los fabricantes de máquinas-herramienta también vayan avanzando en este sentido.
De cara a ganar en diferenciación y proporcionar un servicio más personalizado y de mayor valor a sus clientes, los fabricantes de máquinas-herramienta pretenden integrar en sus máquinas y servicios las tecnologías que les permitan capturar los datos de operación y centralizarlos en una plataforma con diversas funcionalidades de analítica avanzada.
Todo ello hace que las compañías que apuestan por la implantación de procesos digitales identifiquen nuevas oportunidades de negocio gracias a la venta de nuevos servicios lo que supone revisar desde el modelo de organización hasta los modelos de negocio.

Problemática encontrada en el mecanizado de piezas
La problemática que se aborda en este artículo está totalmente enfocada a las necesidades del día a día de los mecanizadores. El mecanizado de piezas esbeltas ocupa gran parte de la producción de las pymes. Se calcula que alrededor del 65% de su producción está orientada a la fabricación de pieza (o partes de pieza) esbelta. La fabricación de este tipo de piezas resulta problemática porque surgen inestabilidades derivados de la propia flexibilidad de la pieza.
Dos son los problemas de inestabilidad recurrentes durante el mecanizado de piezas esbeltas.

Vibraciones autoexcitadas durante el proceso de mecanizado
La aparición de vibraciones autoexcitadas, (también denominado chatter) durante el mecanizado está directamente relacionada con la rigidez dinámica del sistema compuesto por los elementos que toman parte en el mecanizado (máquina, herramienta, pieza e utillaje). En el caso del mecanizado de pieza esbelta, se podría considerar la pieza como elemento que limita esta rigidez dinámica y fuente de las citadas vibraciones autoexcitadas, por lo que las soluciones implementadas suelen estar centradas en este elemento. Cortar constantemente en condiciones inestables conduce a malos acabados superficiales, roturas de herramienta y una reducción considerable en la vida de los componentes de las máquinas.

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