MMC Magazine

Kotaro Sakaguchi: operador de prototipos se incorporó en 1998
Toshiya Matsumoto: operador de producción (anteriormente: operador de prototipos) se incorporó en 2004
Takayuki Azegami: personal de desarrollo se incorporó en 2006
Takahiro Misono: personal de tecnología de producción se incorporó en 2006

Fresas con cabezal intercambiable

Un innovador mecanismo de fijación fabricado por artesanos

El desarrollo de las fresas con cabezal intercambiable se remonta nada más ni nada menos que al año 2001. Como es habitual en los desarrollos a largo plazo, el producto final resultó ser bastante diferente del primer prototipo. Los ingenieros de Mitsubishi Materials consideraban que el contacto de doble cara de la pieza de metal duro reforzado del sistema era un aspecto clave para la obtención de una resistencia, una rigidez y una fiabilidad máxima; sin embargo, se necesitaban nuevas tecnologías para conseguirlo. Para la redacción de este artículo, hemos entrevistado a cuatro ingenieros involucrados en el proceso: dos operadores de prototipos y dos especialistas en tecnologías de producción y desarrollo.

P: Háblenos un poco del trasfondo de este desarrollo.

Azegami:  «Existen dos tipos diferentes de fresas: las integrales y las de cabezal intercambiable. Las fresas con cabezal intercambiable son muy económicas, ya que se pueden sustituir fácilmente en función de las necesidades, una característica que las hace idóneas para una amplia gama de aplicaciones. Por su parte, tal y como sugiere su nombre, los cuerpos de fresa integrales se fabrican a partir de una única pieza de metal duro que les confiere rigidez y precisión. Por tanto, detrás del inicio del desarrollo en 2001 se hallaba la idea de combinar las virtudes de ambos tipos de fresas para satisfacer mejor las necesidades de los clientes. Sin embargo, el mecanismo de fijación original únicamente permitía anclar el cabezal a través del contacto con la superficie cónica, por lo que no proporcionaba la resistencia y la rigidez necesaria. Mediante un proceso reiterado de prueba y error, llegamos a la conclusión de que si utilizábamos el contacto de doble cara de las piezas de metal duro reforzado en el mecanismo de fijación, podríamos mejorar enormemente el rendimiento. Para ser francos, nos enfrentábamos a un gran desafío y, en aquel entonces, no estábamos seguros de si era posible convertir esta idea en un producto real». 

Misono: «Descubrimos que las roscas de tornillo de metal duro reforzado tendían a romperse al apretarlas. Y esto significaba que debíamos desarrollar una tecnología que nos permitiese insertar roscas de tornillo de acero en el metal duro reforzado». 

P: ¿Es realmente tan complejo lograr un contacto de doble cara en las piezas de metal duro reforzado?

Azegami: "Yes. The double-face contact applied to the iMX series is formed by facilitating the elastic deformation properties in the tapered parts to create a strong contact between the end surface of the head and holder. While cemented carbide is super hard, it can also be brittle. What I mean by this is that cemented carbide used for cutters has an extremely small capacity for elastic deformation, so there is a high possibility that the holder will break when the head is tightened. To address this we used a tougher grade of cemented carbide, which is durable but not the same type commonly used for cutters."

Matsumoto: «Durante la construcción del prototipo del portaherramientas, la superficie final se fue puliendo paulatinamente en incrementos de 1 μm hasta encontrar la tolerancia perfecta. Tras terminar el portaherramientas, efectuamos un experimento de fijación con el que pudimos confirmar que la deformación elástica permitía incrementar el diámetro exterior del portaherramientas en solo unos cuantos micrómetros en la zona de contacto de doble cara. Nos alegramos mucho al conocer estos resultados».

Misono: «Para la producción en serie del mecanismo de fijación de contacto de doble cara, necesitábamos desarrollar una nueva tecnología que nos permitiese definir estrictamente las tolerancias dimensionales necesarias, algo que por aquel entonces parecía impensable para la producción en serie. Con el objetivo de determinar definitivamente la tecnología de producción en serie que debíamos utilizar, comenzamos a fijarnos en multitud de campos, incluidos los de los dispositivos de inspección y medición, las máquinas herramienta o los métodos de procesos en general».

Sakaguchi: «Cuando creamos por primera vez el sistema de producción en serie, tuvimos que responder a las peticiones cada vez más complicadas de la sección de desarrollo. La relación entre la sección de fabricación y la de desarrollo fue muy tensa durante un tiempo». 

Todos: (Risas)

P: ¿Pueden contarnos algo más acerca de la tecnología empleada en la estructura de unión?

Misono: La serie iMX utiliza una estructura de unión especial fabricada con acero y metal duro reforzado que aprovecha eficazmente las propiedades de ambos materiales. Los fabricantes encargados de producir herramientas de metal duro reforzado y acero de alta velocidad llevan mucho tiempo persiguiendo el objetivo de lograr una tecnología que permita la unión sólida y estable del metal duro reforzado y el acero. A pesar de la existencia de una tecnología de unión de mangos y cabezales de fresas fabricadas con distintos materiales para la producción en serie de herramientas de corte, su adaptación supuso para nosotros un desafío gigantesco. En la fábrica de Akashi, empezamos a evaluar nuevas máquinas y a instalar una infraestructura con la que teníamos escasa experiencia. Por si esto fuera poco, para lograr una producción en serie exenta de problemas, también solicitamos la modificación del hardware existente, lo que exigió un esfuerzo titánico.

Azegami: «Se trataba de un proceso de prueba y error. Nuestra tarea consistió en seleccionar distintos materiales para las piezas de acero y de metal duro reforzado, así como realizar repetidamente ensayos de unión y tracción con cientos de unidades, hasta que finalmente conseguimos reproducir la resistencia exigida. Es imposible describir la satisfacción que sentimos cuando el especialista en ensayos finalmente dio su visto bueno al rendimiento del producto».

Sakaguchi: «Después de haber superado todas las fases de un proceso de desarrollo tan largo, fue muy gratificante poder presentar nuestro novedoso e innovador producto durante la JIMTOF 2012. Desde nuestro punto de vista, el producto final ha cumplido con su objetivo innovador, puesto que hemos conseguido crear una gama de herramientas que redundará en el beneficio de todos nuestros clientes».

P: ¿Hay algo que quieran decirles a nuestros clientes?

Azegami: «Desde la introducción en el mercado de la serie iMX allá por el año 2012, los clientes que han dejado atrás las fresas macizas se han mostrado muy satisfechos con los resultados. La tecnología de cabezal intercambiables es tan resistente y práctica que estoy convencido de que cada vez más y más clientes se pensarán muy seriamente pasarse a la serie iMX». 

Misono: "We will continue working on the development of precision manufacturing technologies to meet customers’ needs with high quality products. Our products feature the most advanced technology and I am sure that we’ll be seeing expanded use of them in the market place as their popularity spreads."

Sakaguchi: "The iMX series development now focuses on responding to customers’ needs, and I know the market is also looking forward to seeing our new products."

Matsumoto: "Due to our prompt response to customers'requests for special as well as standard products, the popularity of the iMX series is certain to grow."