Cómo cerrar la brecha entre el diseño y la producción

Mantener el ritmo de las demandas de la manufactura moderna a menudo significa cerrar la brecha entre el diseño y la producción. Aunque a veces es un desafío, no necesariamente requiere inversión de capital. Aplicaciones creativas e ingeniosas de herramientas y accesorios, como las cabezas angulares, pueden permitir la producción de piezas complejas sin que los cambios de diseño se acumulen hasta causar pérdidas.

El poder del software de diseño moderno y de la maquinaria de producción ha llevado a los fabricantes a explorar los límites de lo posible. Aunque ambicioso y necesario para el progreso, cuando ambos lados luchan por encontrarse, surgen problemas: se puede diseñar prácticamente cualquier cosa, pero eso no significa necesariamente que pueda fabricarse de manera eficiente, o siquiera fabricarse. El extraordinariamente costoso programa del F-35 Joint Strike Fighter, que ha generado debate en la política estadounidense, es un ejemplo famoso de esto. El F-35 ha experimentado retrasos significativos y sobrecostos debido, en gran parte, a desconexiones entre diseño y manufactura. Representa un ejemplo a gran escala de proyectos ambiciosos que obligan a los fabricantes a encontrar maneras creativas de usar todas las herramientas disponibles.

Por ejemplo, con la proliferación de maquinaria multi-eje, se pensaba que un accesorio como una cabeza angular quedaría obsoleto. Pero estamos descubriendo que ocurre todo lo contrario. Observamos tanto interés como siempre en este accesorio, y la intensa interacción entre diseño y manufactura de hoy en día probablemente sea una gran razón. Analicemos un poco más este ejemplo. ¿Cómo podría, en la actualidad, un accesorio económico, relativamente simple de integrar y barato como una cabeza angular, ayudar a encontrar el delicado equilibrio entre diseño y producción necesario para entregar con rentabilidad?

Agregar un eje adicional al equipo existente. Conozco a un cliente del sector aeroespacial que comúnmente fabrica una pieza con una brida que se inclina hacia atrás o ligeramente hacia abajo. No importa cómo posicione su enorme centro de mecanizado de cinco ejes, ni cómo ubique la pieza en la mesa, nunca lograban alinear correctamente el husillo para mecanizar la ranura en la brida. Usando una cabeza angular, pudieron agregar un eje más al equipo para hacer un corte con la herramienta que de otra manera no sería posible. Otra aplicación común de las cabezas angulares que aprovecha el eje adicional es el uso de sierras de ranurar. Reemplazar pequeños fresados con una sierra de ranurar para producir piezas como disipadores de aluminio, que tienen muchas ranuras profundas, puede ahorrar mucho tiempo. Realizando una o dos pasadas con una sierra de ranurar multi-diente, en lugar de varias pasadas ligeras con un fresado, la operación puede realizarse de 20 a 30 veces más rápido.

La posibilidad de usar herramientas más cortas. Piensa un momento en fijar la cola o el ala de un avión al fuselaje principal. En el caso de un cliente, los pernos deben posicionarse en el cuerpo antes de terminar la pieza, un buen ejemplo de una peculiaridad en la relación entre diseño y fabricación. En este escenario, con un husillo recto en los orificios, la herramienta tendría que sobresalir de 6 a 8 pies, lo cual no es viable. De hecho, antes de pasar a una cabeza angular, el taller tenía que realizar esta pieza fuera de línea en otra máquina, y luego moverla para montarla con precisión en el cuerpo del avión, lo que consumía una cantidad considerable de tiempo.

Eliminando múltiples configuraciones. Otro ejemplo del mismo cliente involucra una pieza de media tonelada mecanizada en un torno vertical con torreta que requería un escotado. Sin una cabeza angular, el taller tendría que trasladar la pieza con grúa a otro equipo; de hecho, podrían ser horas para posicionarla. Aunque mover piezas grandes implica costos, lo mismo ocurre con piezas pequeñas: considera un trabajo con cuatro piezas en una placa de máquina horizontal; el tiempo consumido para retirar cada pieza de la máquina, colocarla en un carrito, trasladarla a la siguiente máquina y re-fijarla agrega minutos a cada pieza, en lugar de realizar todo el trabajo en un solo centro.

Eliminar equipo innecesario. Cualquier cosa con un eje giratorio y una carcasa, donde algo en el exterior necesita girar con el eje interno, normalmente tiene una chaveta que requiere ranuras. Esta configuración presenta el desafío de hacer una forma rectangular dentro de un agujero redondo. Común en equipos de energía y generación de construcción, esta operación solía realizarse mediante un proceso llamado brochado que requiere maquinaria especializada. Pero al agregar un eje a una máquina con una cabeza angular, la pieza no necesita moverse para obtener el eje adicional o proceso especial.

Acceso a características internas complejas. Imagina un cilindro cerrado cortado horizontalmente por la mitad, sin abertura en ninguno de los extremos. ¿Qué pasa si uno de los extremos del cilindro necesita una característica redonda, común en cabezas de perforación direccionales? Sin acceso por el otro extremo, la única opción viable para taladrar es una cabeza angular que accede al cilindro a través de la ranura que recorre la longitud de la pieza. A medida que los diseñadores buscan incorporar más movimiento angular en piezas como estas, usadas en la industria petrolera, los ingenieros de manufactura se ven obligados a encontrar formas creativas de hacerlo. A menudo, la cabeza angular es la única opción.

El valor de las cabezas angulares se magnifica por el hecho de que están disponibles en casi cualquier ángulo, fijo o ajustable, para producción de alto volumen o prototipos. También son fáciles de integrar. Aunque aplicaciones altamente especializadas pueden tomar más tiempo, la mayoría de las máquinas simples que están listas para aceptar un tope pueden estar operativas en menos de media hora. Mantener el ritmo de las demandas de manufactura moderna a menudo significa cerrar la brecha entre diseño y producción. Aunque a veces es un desafío, no necesariamente requiere inversión de capital. Más bien, aplicaciones creativas e ingeniosas de herramientas y accesorios, como las cabezas angulares, pueden permitir la producción de piezas complejas sin que los cambios de diseño se acumulen hasta causar pérdidas.

Contáctanos para conocer más sobre estas y otras soluciones para la industria de defensa.