Garantía de calidad en la fabricación de moldes Una prensa de rectificado procedente de China garantiza la calidad de las herramientas

A la hora de dar los últimos retoques a moldes complejos, el repaso sigue siendo imprescindible. Para ello, HPF ha elegido una prensa de repaso del fabricante chino SXKH con componentes de control europeos. La ventaja: calidad europea a precio chino.

En la fabricación de moldes de inyección de alta precisión para los sectores médico, higiénico y de la automoción, incluso las simulaciones FEM más modernas se topan con límites térmicos y mecánicos. En particular, en el caso de los moldes para aplicaciones a alta temperatura con PEEK o plásticos termoendurecibles, así como en los moldes de múltiples cavidades con inyección directa por canal caliente, los complejos mecanismos de corredera y las dilataciones térmicas influyen en el comportamiento de cierre.

El cálculo de todos los parámetros de corrección suele resultar muy laborioso en el día a día de la explotación. Por ello, el ajuste iterativo en condiciones de trabajo cercanas al proceso sigue siendo el método más fiable para garantizar la precisión dimensional y la calidad de la superficie requeridas antes de la primera comprobación.

En HPF, una empresa dedicada a la fabricación de moldes y al moldeo por inyección con sede en Großdubrau, en el este de Sajonia, se fabrican moldes y productos para una amplia gama de sectores muy diversos, desde la automoción hasta la tecnología médica y de higiene. La empresa se ha labrado una buena reputación como proveedor integral de piezas y conjuntos complejos. En cuanto al parque de maquinaria, los responsables suelen adquirir productos alemanes o, al menos, europeos. Por eso resulta aún más notable que, para el control de calidad y el acabado de los moldes, apuesten por la prensa de rectificado HMG 70XS1510 del fabricante chino SXKH.

Amplia gama de servicios de fabricación

HPF, fundada en 1990 como taller de afilado de herramientas, es sinónimo de alta calidad. Desde sus inicios, esta empresa familiar se ha convertido en un especialista muy solicitado en herramientas y componentes de tamaño pequeño a mediano. Un ejemplo actual de ello es un molde de 32 cavidades con canal caliente y inyección directa para artículos cilíndricos del sector médico y de la higiene. 

«Fabricamos componentes de lo más variados», explica Clemens Menzel, responsable de gestión de proyectos en HPF. «Para nuestros clientes, cubrimos toda la cadena de procesos, desde el desarrollo hasta el producto acabado. Nuestra actividad abarca diversos sectores. Nuestros clientes proceden de los ámbitos más diversos, entre otros, de la tecnología médica, la industria de la higiene, la industria de la automoción y el sector del embalaje».

La gama de servicios abarca desde la fabricación de moldes simples hasta moldes de inyección de múltiples cavidades, pasando por la construcción de herramientas de troquelado y conformado, así como la fabricación de componentes. Una de las especialidades de la empresa es la fabricación de moldes de inyección multicavidad con inyección directa por canal caliente para componentes de pared delgada destinados a la industria médica y de la higiene.

«Además, desarrollamos y fabricamos moldes de inyección y prensado para el procesamiento de plásticos de alto rendimiento y características exigentes, como el PEEK y los materiales termoendurecibles», añade Menzel. «Desde hace tiempo nos dedicamos también a soluciones de utillaje para el procesamiento de plásticos de origen biológico y biodegradables.» 

En la actualidad, esta empresa familiar, como proveedor integral, ofrece una amplia gama de servicios , que abarca desde el desarrollo y el diseño, pasando por la fabricación de moldes de inyección y herramientas progresivas, hasta la producción en serie de productos de plástico en unas 15 máquinas de moldeo por inyección con una fuerza de cierre de entre 25 y 180 toneladas.

Parque de maquinaria de última generación

Para la fabricación, HPF cuenta con un potente parque de maquinaria a la vanguardia de la tecnología. Desde el torneado, pasando por el fresado y la electroerosión, hasta el corte por láser de contornos en 3D, todas las tecnologías relevantes se llevan a cabo en la propia empresa, y muchas máquinas disponen de sistemas de automatización. Así, por ejemplo, el fresado de los electrodos de grafito y la electroerosión se realizan en gran medida sin intervención humana. «Solo para el temple tenemos que enviar las piezas a otras instalaciones», explica Menzel. «En el departamento de fabricación de herramientas hay al menos entre tres y cuatro empleados dedicados a cada tecnología, lo que garantiza nuestra capacidad operativa».

Los responsables desarrollan continuamente su parque de maquinaria y lo adaptan constantemente a los últimos avances técnicos. A la hora de adquirir maquinaria nueva o de repuesto, la empresa de la Alta Lusacia suele recurrir a fabricantes alemanes o, como mínimo, europeos. «De este modo, nos aseguramos de que, en caso de necesitar asistencia técnica, los desplazamientos sean cortos y las piezas de recambio estén disponibles in situ», subraya Menzel. «Esto nos ha funcionado muy bien en el pasado».

Primera máquina para HPF procedente de China

En este contexto, resulta aún más sorprendente la elección de la nueva prensa de encolado: «Nos hemos decantado por una prensa de encolado HMG 70XS1510 del fabricante chino SXKH», explica Menzel. «Tenemos buenas razones para apostar por una prensa china en este puesto clave».

Y es que, incluso en HPF, tienen que hacer frente a retos económicos. «Ahora, algunos clientes incluso nos exigen que una parte del encargo se fabrique en China», explica Menzel. «Podemos hacerlo: conocemos muy bien a nuestros socios en China desde hace muchos años y sabemos exactamente de qué son capaces y qué nivel de calidad podemos esperar de ellos con total confianza. Se trata, sin excepción, de socios a los que conocemos personalmente desde hace años y que cuentan con el nivel técnico y los conocimientos necesarios para ofrecer la calidad exigida».

Una simulación es tan buena como los datos en los que se basa

La decisión de invertir en una prensa de rectificado suele ser muy difícil de justificar desde el punto de vista económico. Es necesaria para preparar las herramientas para la producción y garantizar la calidad, pero no produce piezas por sí misma.  En muchas empresas, las prensas de rectificación están muy por debajo de su capacidad y permanecen prácticamente sin utilizar la mayor parte del tiempo. Además, hoy en día gran parte del trabajo de corrección puede sustituirse por simulaciones inteligentes. 

«Mucho, pero no todo», subraya Menzel. «Entre otras cosas, también fabricamos herramientas para aplicaciones a alta temperatura. Quien quiera simular cómo se comportan las herramientas ante grandes diferencias térmicas tendría que, en primer lugar, identificar y recopilar o calcular todos los parámetros relevantes para la producción, a fin de poder llevar a cabo una simulación válida. Especialmente cuando, por ejemplo, las válvulas de corredera aumentan la complejidad de las herramientas.» 

La laboriosa recopilación de datos

Claro, con el esfuerzo necesario se podrían registrar todos los parámetros relevantes. Aunque el mecanizado de los distintos componentes de una herramienta, como en el caso de HPF, se realice en condiciones controladas y climatizadas, y por lo tanto se conozcan con exactitud las geometrías, su interacción a menudo da lugar a nuevos conocimientos. Recopilar los valores correspondientes suele suponer todo un reto.

En muchos casos, esto resulta demasiado laborioso y tedioso en el día a día del trabajo; en estos casos, especialmente cuando se exigen altos niveles de precisión dimensional y calidad de superficie, pero también en el caso de moldes con correderas y otros componentes móviles, el retoque manual con ciclos de corrección iterativos suele ser, a menudo, la vía mucho más rápida y eficaz para alcanzar la precisión. Y es que, en muchos casos, no hay forma de prescindir de la experiencia de los fabricantes de moldes a la hora de evaluar y realizar correcciones manuales en la fase final, antes de pasar a la máquina de moldeo por inyección.

El retoque es rápido y preciso

La finalización de un molde es un factor de coste que se refleja en los precios que paga el cliente. Por lo tanto, el esfuerzo debe estar en la proporción adecuada con respecto al beneficio. Precisamente en el caso de los moldes que presentan un comportamiento complejo en el proceso de moldeo por inyección, las pruebas de funcionamiento en condiciones de uso casi reales —por ejemplo, con moldes calentados hasta la temperatura original para el procesamiento de plásticos de alta temperatura— pueden aportar de forma rápida y sencilla información valiosa para su posterior uso en la producción en serie.

«Ya contábamos con una pequeña prensa de recubrimiento en nuestras instalaciones, pero buscábamos una máquina más grande que, además de realizar movimientos sencillos de apertura y cierre, fuera capaz de realizar operaciones como la extracción de núcleos sin necesidad de un equipo adicional», explica Menzel. «Además, debía cumplir con las normas de seguridad vigentes. Y, por supuesto, es imprescindible que mantenga el paralelismo con gran precisión».

Diseño ergonómico y estructura compacta

Los fabricantes de utillaje han prescindido de una mesa giratoria, por ejemplo, para el recubrimiento de utillajes de varios componentes. Si es necesario, tienen previsto mover los utillajes a mano. «Además de las características funcionales y de seguridad, para nosotros era especialmente importante el trabajo ergonómico en la prensa», explica Menzel. «Esto significa que la mesa inferior debe poder extraerse de la prensa e inclinarse, y que la mesa superior también debe poder colocarse de tal forma que el fabricante de herramientas pueda realizar sus tareas cómodamente y con una postura de trabajo natural».

A esto se sumaba —como ocurre en muchas empresas de fabricación de herramientas y moldes que han crecido de forma orgánica— la escasa altura de la nave de HPF. «Esto hacía que la mayoría de los fabricantes quedaran descartados, ya que habían colocado los cilindros de accionamiento de la prensa en la parte superior y, por lo tanto, superaban con creces nuestra altura disponible», subraya Menzel. «Necesitamos una prensa con un diseño muy compacto, por encima de la cual pueda pasar la grúa de la nave para cargar los utillajes en la prensa, y que reúna todas las funciones que deseamos».

Componentes de fabricantes internacionales

Para la adquisición de la nueva prensa de entintado, el equipo dirigido por Menzel realizó una búsqueda entre numerosos socios y otras empresas. «No solo en Alemania, sino también en el extranjero, por ejemplo, entre nuestros socios de China», explica el director del proyecto. «Ellos confían en las prensas de recubrimiento de SXKH —un fabricante que no ha dejado de evolucionar, tanto a nivel empresarial como tecnológico— y hemos encontrado en su catálogo un modelo que se adapta perfectamente a nuestras necesidades».

Las prestaciones de la instalación, que los fabricantes de herramientas examinaron con detenimiento, resultaron convincentes; la construcción de la máquina daba una impresión de gran solidez. Además, un análisis detallado «bajo el capó» disipó también las dudas sobre la disponibilidad del servicio técnico: «Pudimos comprobar que todos los componentes clave relevantes de las prensas de rectificado SXKH proceden de fabricantes internacionales consolidados», explica Menzel. «Por ejemplo, el proveedor de los accionamientos y el sistema de control es Siemens. Las barreras fotoeléctricas son de Sick, los codificadores de Kübler (todos de Alemania), el servoaccionamiento de Phase (Italia) y los contactores de Schneider (Francia). Y las válvulas son de Vickers (EE. UU.), donde también se garantiza una rápida disponibilidad y un servicio técnico especializado.  Con esta configuración, podemos estar seguros de que, en caso necesario, podremos contar con asistencia competente in situ sin complicaciones.»

La máquina elegida es una prensa de embutición HMG 70XS1510; la denominación del modelo indica una fuerza de cierre máxima de 70 toneladas con unas dimensiones útiles de la mesa de 1500 x 1000 mm². La mesa superior admite una carga de 2,5 t, mientras que la mesa inferior puede albergar mitades de utillaje de hasta 8 t. Ambas mesas se pueden inclinar y desplazar a posiciones que permiten un mecanizado ergonómico y cómodo de las utillajes. 

Además, la máquina está equipada con un sistema de servocontrol completo de bucle cerrado. Su diseño muy compacto hace que la prensa sea ideal para naves de baja altura.

Dos conexiones para tiradores de núcleo a cada lado —cuatro en total— completan la instalación. Gracias a ello y a los periféricos externos, los fabricantes de utillaje de HPF pueden someter a pruebas exhaustivas los moldes de hasta 6 t en condiciones de funcionamiento realistas. De este modo, es posible llevar a cabo una finalización racional, eficiente y económica de los moldes.

Calidad europea  a precio chino 

«El fabricante chino se mostró muy receptivo a nuestras peticiones, desde la interfaz de usuario en alemán hasta la combinación de colores con nuestros colores corporativos», recuerda Menzel. «Sin embargo, uno de los argumentos más importantes fue, en última instancia, la atractiva relación calidad-precio. El precio de adquisición, con un volumen de suministro comparable, era aproximadamente la mitad que el de los competidores a los que habíamos solicitado presupuesto. La prensa cumple con todo lo que necesitamos. Funciona con componentes de fabricantes internacionales consolidados y, gracias a su diseño sencillo, es fácil de mantener. Y como todo eso estaba cubierto, el coste fue el factor decisivo. Al fin y al cabo, lo que cuenta es lo que el cliente está dispuesto a pagar. Gracias a la atractiva relación calidad-precio de esta prensa, podemos ofrecer a nuestros clientes la alta calidad exigida en condiciones competitivas. Y eso es, al fin y al cabo, lo que cuenta».