Cómo proporcionar el eslabón perdido en el retrabajo de estampado en caliente

El escaneado 3D y la ingeniería inversa son la solución

El sector automotriz depende de una multitud de industrias de fabricación. El estampado en caliente, por ejemplo, es uno de los procesos más comunes para lograr autos más seguros y livianos. Esto (es decir, el conformado en caliente o el endurecimiento por presión) puede describirse como el proceso de transformar un metal delgado de baja resistencia a la tensión en acero de alta resistencia a través del calor utilizando un conjunto de prensa y troquel. Esta transformación es crucial para la calidad del producto final. A través de los años, las especificaciones del troquel utilizado en el proceso de fabricación pueden evolucionar por diferentes razones. Desafortunadamente, esos cambios no siempre están documentados. Cuando se trata de reemplazar o fabricar troqueles, las compañías de estampado en caliente como Gestamp sufren las mismas dificultades: deben confiar en los primeros planos de troqueles que pueden estar actualizados o no.

¿Cómo puede suceder eso? Hay muchas personas trabajando en la implementación de líneas de estampado y dado que el cuello de botella del proceso a menudo reside en la fase de diseño, los ajustes realizados entre el modelo CAD de un troquel y el troquel real utilizado en la producción no se registran ni documentan de vez en cuando. Sin esta información, ¿cómo debe gestionar el reemplazo de troqueles? ¿Cuál es su proceso de sustitución? ¿Alguna vez ha pensado en el costo y el tiempo involucrados? Buenas noticias: Los sistemas de escaneado 3D y la aplicación de ingeniería inversa cambian el juego en las industrias donde la calidad y el propósito se basan en una precisión meticulosa.

Un enfoque clásico de producción

Pasemos por el proceso de desarrollo de la línea de estampado en Gestamp. Al igual que la mayoría de los flujos de trabajo de diseño a producción en entornos de fabricación, el estampado en caliente tiene pasos teóricos que deberían funcionar a la perfección.

• Primero, la planta de estampado recibe un CAD para una nueva pieza -, una especie de orden de trabajo.
• Los ingenieros usarán el modelo para diseñar el troquel que se usará para estampar la pieza.
• A continuación, el modelo 3D del troquel se envía al fabricante del troquel.
• Una vez construido, el troquel real se envía a la planta de estampado, donde pasa por inspección, control de calidad y ajuste para confirmar las especificaciones requeridas. Estas tareas son realizadas por ingenieros de procesos.
• Luego, el troquel se envía para la aprobación del cliente antes de ingresar al entorno de producción, donde se utilizará para producir piezas precisas, que coincidan con las especificaciones exactas.

¿Le parece un proceso normal? Seguro que es para Gestamp. Tal vez, se produce un problema después de que el troquel está en su lugar y se utiliza en el proceso de estampado en caliente, es decir, cuando el troquel necesita ser reemplazado.

Donde inicia su travesía el caucho

La sustitución de un troquel puede ser el resultado de una situación diferente: rotura parcial, rotura total, final de la vida útil y aumento considerable de la demanda.

Para cumplir con los requisitos comerciales, el reemplazo, independientemente del motivo, termina con la misma conclusión: requiere la fabricación de un troquel idéntico. En ausencia de un modelo CAD actualizado confiable, los ingenieros deben usar el diseño inicial del troquel para producir uno nuevo. ¿Le ha pasado alguna vez? Esto termina siendo un error largo, costoso y frustrante. El uso de planos más antiguos inevitablemente resulta en el procesamiento de piezas que están fuera de las especificaciones, pérdida de material e impactos negativos en el negocio.

A partir de ahí, se incluyen algunos pasos adicionales. Como el troquel anterior está roto o no se puede usar ahora, es necesario volver a realizar todo el ciclo:

1. Enviar el CAD inicial al fabricante del troquel,
2. Recibirlo,
3. Ajustar finamente (esta vez, por el bien del futuro, documentar las modificaciones),
4. y volver a la producción.

Ya hemos establecido que el problema principal tiene que ver con que los datos de ajuste no se tengan en cuenta en algún momento del proceso. Esto puede deberse a varias causas, aunque se destacan dos:

Primero, para las nuevas líneas y procesos de estampado, los ingenieros que realizan los pasos de inspección, control de calidad y ajuste trabajan bajo presión extrema y, a veces, no logran recopilar y documentar de manera efectiva todas las modificaciones realizadas durante la fase de desarrollo;

En segundo lugar, las modificaciones se recopilan, documentan y transmiten al departamento de ingeniería, pero los ingenieros no actualizan los planos originales debido a la falta de recursos.

Escaneado 3D e ingeniería inversa al rescate

Sin duda, el eslabón perdido en la cadena es la comunicación clara y obligatoria de las funciones actualizadas al departamento de ingeniería. Dado que incluso los flujos de trabajo más sólidos están expuestos a errores humanos, la situación requiere un proceso simplificado mejorado con las herramientas adecuadas para el trabajo.

Los gerentes técnicos de las operaciones de estampado en Gestamp, por ejemplo, decidieron revertir la situación convirtiéndose en escaneado 3D. Estos “pioneros” han agregado varios pasos al proceso tradicional:

• Una vez que el molde se ajusta y produce piezas dentro de las especificaciones, se escanea y se registran todas las modificaciones realizadas.
• Mediante el uso de software de ingeniería inversa, el tratamiento de malla hermética/rejilla adquirido se realiza y se genera una superficie paramétrica que podemos llamar “Gemelo digital de alta fidelidad” de la superficie escaneada.
• Incorpore esta superficie al modelo CAD del molde.

Para los gerentes de Gestamp, los beneficios son claros: la alta precisión y portabilidad de los escáneres 3D, como el HandySCAN 3D, y la disponibilidad de un software de ingeniería inversa cada vez más sofisticado destinado al proceso de transformación de superficies escaneadas en datos. MPS Soluciones 3D, en colaboración con Mecánica Brañosera, cuenta con todos los equipos e instrumentos necesarios para la materia.

Por ejemplo, cuando un troquel ya está ajustado a las especificaciones y produce activamente piezas, se puede escanear directamente en el taller para registrar y cristalizar las modificaciones realizadas en el troquel anterior. Al instante, podría estar disponible un CAD actualizado.

Datos de escaneado 3D (archivo STL) de un troquel de estampado escaneado

El archivo de producción de malla correspondiente a la superficie escaneada se puede utilizar para la ingeniería inversa del troquel, incluidos los más mínimos detalles. Básicamente es un gemelo digital de alta fidelidad del que se usa en el entorno de producción. El último paso restante consiste en implementar las modificaciones al modelo inicial, y ¡voilà! No es necesario volver a realizar todo el ciclo.

En pocas palabras, con la precisión inherente de la solución de Creaform, la fase de ajuste de los nuevos troqueles fabricados para Gestamp es considerablemente más corta, si no se elimina por completo. Esto significa que los ingenieros pasen más tiempo en tareas de valor agregado y menos perdida de dinero.

Escrito en colaboración con www.mps-3d.com