casos practicos

moldes y matrices

• moldes MOLMAT y TEBIS






 

La gran presión que provoca la constante reducción de precios y los plazos de entrega cada vez más cortos son sólo algunos de los muchos retos que deben afrontar las matricerías día tras día; por ello, utilizar los métodos tradicionales no es suficiente para poder superar estos obstáculos. Según Ralf Schmidt, Gerente de ingeniería y matricería de Allgaier Automotive, sólo se puede conseguir una ventaja competitiva si utiliza un nuevo enfoque; de ahí el éxito de la colaboración entre Tebis, Autoform y la matricería Allgaier.
La troquelería Allgaier decidió utilizar un método innovador en el proceso de diseño y el método plan utilizando sistemas de software con un objetivo especial, simulando y mejorando todo el proceso de deformación y compensando el springback al modificar el método plan. El objetivo principal era reducir el esfuerzo durante la puesta a punto y las inevitables modificaciones en la pieza. Con este otro enfoque se podrían producir ahorros significantes de tiempo y dinero. La empresa preveía una reducción del orden de dos dígitos en porcentaje.

Proyecto con varios participantes

Con AutoForm Engineering Gmbh y Tebis AG (Technische Informationssysteme AG) como colaboradores, Ralf Schmidt formó su equipo de proyecto. Allgaier ya tenía productos de software de ambas empresas, pero ahora era necesario que la combinación fuese óptima y que se completase con más soluciones de software mejoradas por parte de las dos; teniendo en cuenta toda la cadena de proceso hasta la deformación de la herramienta acabada.
Como objeto de prueba se utilizó una pieza metálica del todoterreno de un conocido fabricante, lo cual no conllevaba ninguna dificultad pero no por ello dejaba de ser un gran proyecto. El riesgo era proporcionalmente alto. El cliente de Allgaier esperaba la entrega de las piezas estampadas y acabadas a tiempo y al nivel de calidad al que le tenía acostumbrado.
Como objeto de prueba se utilizó una pieza metálica del todoterreno de un conocido fabricante, lo cual no conllevaba ninguna dificultad pero no por ello dejaba de ser un gran proyecto.
El riesgo era proporcionalmente alto. El cliente de Allgaier esperaba la entrega de las piezas estampadas y acabadas a tiempo y al nivel de calidad al que le tenía acostumbrado.
A pesar de que aún no se conocían todos los factores, Allgaier quiso tratar el proyecto como normalmente lo hubiese hecho: sin apartarse del trabajo del día a día. Realmente jamás se había planificado este desarrollo paralelo a la manera tradicional, utilizando CATIA V4/V5.

Retos previsibles

Realizar una matriz con éxito es el resultado de un proceso elaborado cuidadosamente y de una logística impecable. Uno de los retos que surgieron fue, por ejemplo, el springback (recuperación). A menudo no aparece hasta la etapa de la puesta a punto con el prensado de las primeras piezas. Hasta que las piezas no cumplen con los requisitos y el cliente las acepta, pueden estar sujetas a varios ciclos de correcciones, lo cual supone unos costes enormes. Además, cuantas más herramientas se desarrollan en paralelo y mayor número de ciclos de corrección se realizan por pieza, más dudosa es la rentabilidad de la planificación, por lo que también afecta a la logística. Para reducir de manera significativa el número de ciclos de corrección y hacer la puesta a punto mucho más fácil de planificar para Allgaier, el springback debía preverse y compensarse tanto como fuese posible.
Otro reto con el que esperaba encontrarse Allgaier estuvo relacionado con la interfaz de los programas del software. Por un lado estaba el sistema CAD de CATIA V5 con los datos de la pieza, por otro lado, había diferentes programas, cada uno optimizado para una etapa específica del proceso: para el diseño y simulación del proceso se utilizó AutoForm y para la generación de las superficies de las matrices y los datos de fresado, Tebis.
Uno de los retos que surgieron fue, por ejemplo, el springback. A menudo no aparece hasta la etapa de la puesta a punto con el prensado de las primeras piezas. Hasta que las piezas no cumplen con los requisitos y el cliente las acepta, pueden estar sujetas a varios ciclos de correcciones, lo cual supone unos costes enormes

Ahorro de un tercio del tiempo

El cliente se presentó en Allgaier con los datos en formato CATIA V5 de la pieza metálica. Éstos se importaron inmediatamente al software AutoForm-DieDesigner y se creó un concepto de herramienta que incluía las siguientes operaciones: embutición, corte, punzonado y conformado. Basándose en los datos de este concepto, las superficies para las operaciones de embutición y conformado se generaron con Tebis RSC (Rapid Surface Creation) y se reenviaron al departamento de ingeniería de diseño. Así, el diseño de las troqueles (sólidas) pudo empezar en seguida y se pidieron ya los modelos de fundición del troquel.
Al mismo tiempo, utilizando AutoForm-Incremental, el departamento de proceso de diseño comprobó y optimizó la matriz de embutición que se había generado con AutoForm-DieDesigner hasta que los resultados de la simulación mostraron la calidad requerida de la pieza y un uso óptimo del material.
Posteriormente se verificó la robustez de este proceso de conformado óptimo bajo condiciones de fabricación reales. Se debía tener en cuenta el ruido inevitable de las propiedades del material y los parámetros de proceso. Una modificación en la geometría de las superficies de matriz para la compensación del springback sólo tendría un éxito sostenible para el springback reproducible.
Una vez se confirmó la robustez, la siguiente etapa fue la compensación de la matriz de embutición y las operaciones de conformado. El resultado fue que por fin se pudo disponer de los datos de la malla de AutoForm, incluyendo el springback compensado.
El resultado fue satisfactorio para todas las partes implicadas. Aunque no se utilizó el sistema CATIA V5 durante este proceso, el cliente pidió recibir todos los datos en este formato, lo cual no fue una tarea fácil tanto por parte de AutoForm, así como por parte Tebis.
Las superficie generadas en Tebis eran totalmente compatibles con CATIA V5 en estructura (product / part) así como en la calidad de las superficies (entre otros elementos tangencias, gaps, etc.).

Excelentes resultados

Para Ralf Schmidt el proyecto había funcionado. Todo el proceso había sido correcto y el conjunto de los participantes había colaborado, por lo que se había logrado el nivel de progreso que se deseaba conseguir. Con el apoyo de ambos socios, Allgaier pudo salvar los tres ciclos de corrección y más de un tercio del tiempo de desarrollo. La eficaz implementación del software de AutoForm y Tebis y su colaboración significó que se pudieran conseguir ahorros remarcables en los procesos de diseño y aún más en la puesta a punto. Gracias a la simulación, varios ciclos de la compensación del springback se pudieron salvar. El director de ingeniería y matricería de Allgaier dijo que, junto con las herramientas de software adecuadas, el éxito del proyecto también había sido resultado en gran parte de la amistosa cooperación de las tres empresas participantes.
Con el apoyo de ambos socios, Allgaier pudo realizar tres ciclos de corrección (optimización) y llegar a ahorrar un tercio del tiempo de desarrollo.
La eficaz implementación del software de AutoForm y Tebis y su colaboración significó que se pudieran conseguir ahorros remarcables en los procesos de diseño y aún más en la puesta a punto. Los intentos de sacar la pieza manualmente a nivel de taller, han podido ser reducidos gracias a la simulación para compensar la simulación.
El éxito del proyecto hizo que Allgaier adquiriera software de AutoForm y Tebis adicional e invirtiera en un programa específico de formación para los empleados involucrados en el proyecto.
El programa de formación lo realizaron expertos de AutoForm y Tebis respectivamente en las instalaciones de Allgaier. Según Helmar Assfalg, CEO de Allgaier Werke GmbH, este enfoque tan innovador permitió a Allgaier fortalecer su reputación como fabricante de alta calidad.
También aseguró que en el futuro la reconocida calidad de sus productos vendrá acompañada de tiempos de entregas sensiblemente inferioresa los actuales y con unos precios mas competitivos.

los participantes en el proyecto

- Allgaier Werke GMBH Es una troquelería con más de 100 años de historia. Tiene susede en Uhingen, Alemania y es suministrador de la industria del automóvil. Fabrica piezas de troquel así como componente de carrocería listas para montar fabricadas enaluminio o acero. Allgaier es un líder en la conformación de chapa. www.algaier.de
- Autoform Engineering GMBH Desarrolla y distribuye para la industria del automóvil soluciones de software para la simulación del proceso de embutición y para el diseño de troqueles. Cuenta entre sus clientes importante fabricantes y suministradores del automóvil. Desde 2006 existe un contrato de cooperación con Tebis para participar en desarrollos conjuntos para proyectos e clientes. www.autoform.com
- Tebis AGTebis se creó en 1984 y pertenece a uno de los líderes en el mercado de software CAD/CAM 3D, especialmente en empresas de fabricación de modelos, moldes y troqueles. Existen alrededor de 7.000 Sistemas con más de 1.800 clientes repartidos mundialmente. La mayoría de los fabricantes europeos, americanos y asiáticos utilizan Tebis. En el mundo de la troquelería trabajan alrededor de 700 empresas con tecnología Tebis. El interfaz intuitivo y fácil de usar de Tebis es utilizado desde usuarios que definen las superficies de pisado, de embutición (adendum) hasta las piezas de diseño complejas para ser mecanizadas en 2,5 (ortogonal), 3, 3+2,4 y 5 ejes .
La cooperación tecnológica con Autoform existe desde el año 2006. Tebis AG, en su afán de disponer de oficinas propias en las regiones con más implantación de troquelería acaba de abrir su sucursal propia en la España Tebis Iberia, S.L. y próximamente lo hará en Portugal. www.tebis.com