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Cooperation: Citizen Machinery Co., Ltd.

Revolución en el control de las virutas

El control de las virutas es uno de los problemas que se deben afrontar al utilizar las máquinas compactas de torneado automático empleadas para la fabricación de piezas de automoción y el mecanizado de precisión de piezas pequeñas para la industria de los equipos médicos y los componentes para el tratamiento de la osteoartritis. Si las virutas no se generan o no se tratan correctamente, podrían enmarañarse y reducir la vida útil de la herramienta, dañar las superficies del producto e, incluso, averiar la máquina. 
En otras palabras, el control de las virutas es un factor primordial para mejorar la vida útil de la herramienta, favorecer una calidad estable y optimizar las velocidades de funcionamiento de la máquina. Por su parte, el uso de placas con rompevirutas apropiados y la aplicación de refrigerantes a alta presión capaces de romper directamente las virutas permiten optimizar la eficacia del mecanizado. Citizen Machinery apostó por un abordaje totalmente nuevo para el control de las virutas mediante una tecnología de corte con vibraciones de baja frecuencia. En otoño de 2013, Citizen Machinery acaparó todas las miradas nacionales e internacionales al presentar una máquina que incorporaba esta tecnología. Yoshimitsu Oita, de la División de Ventas de Mitsubishi Materials, y Akira Sato, de la División de Desarrollo de Materiales de Mitsubishi Materials, visitaron a Takaichi Nakaya y a Kazuhiko Sannomiya, de la División de Maquinaria de Citizen Machinery, para entrevistarles acerca del concepto y el futuro de la tecnología de corte con vibraciones de baja frecuencia.

Corte con vibraciones de baja frecuencia (LFV)*

La exclusiva tecnología de control de Citizen Machinery sincroniza las vibraciones del servoeje con las revoluciones del eje principal. La tecnología LFV rompe las virutas en partes pequeñas y las evacua durante el funcionamiento. Este enfoque soluciona todos los problemas derivados del enmarañamiento de las virutas durante el mecanizado de materiales difíciles de cortar y el taladrado de agujeros profundos. La LFV es la tecnología de mecanizado más avanzada y ofrece la ventaja de que se puede aplicar a una amplia variedad de materiales de corte y geometrías.

Aplicación de la neutra-lización para la rotura completa de las virutas

Oita (Mitsubishi Materials): El control de las virutas es un problema importante que los fabricantes de herramientas de mecanizado deben abordar y mi interés en el desarrollo de maquinaria de Citizen se centra en este problema.

Nakaya (Citizen Machinery): Todo empezó con una solicitud de un cliente y algunas propuestas relacionadas con la aplicación de la tecnología LFV. Éramos conscientes de la necesidad de controlar las virutas, por lo que nuestras conversaciones desembocaron en la idea de que la tecnología LFV podría aportar una solución, lo que nos animó a trabajar en un desarrollo conjunto. 

Sato (Mitsubishi Materials): Por norma general, las máquinas herramienta no vibran, ¿verdad?

Nakaya: Por supuesto que no. Es importante que las máquinas herramienta no vibren. Cuando el cliente realizó la petición que implicaba el uso de la tecnología LFV, me pregunté si sería posible mantener la precisión del mecanizado y si la máquina sería capaz de soportar las vibraciones. Sin embargo, era consciente del potencial de la tecnología LFV, lo que me dio la confianza que necesitaba para trabajar en este desarrollo técnico. 

Sato: El principal problema de las plantas de fabricación automatizadas es el control de las virutas, mientras que el mayor problema de las virutas es el daño que causan en las herramientas. Sin embargo, también existen otros problemas imputables al control de las virutas como, por ejemplo, el acabado irregular de las superficies o la disminución de la vida útil de la herramienta. 

Oita: La velocidad de funcionamiento de las máquinas es clave para la productividad (coste) durante el mecanizado de piezas de fabricación en cadena en tornos automáticos. Una vez que las virutas se enmarañan en la máquina, su flujo se modifica y esto provoca un daño en la superficie. 
En el peor de los casos, se podría ocasionar la obstrucción de la máquina. Una evacuación fiable de las virutas garantiza el correcto acabado de las superficies, reduce los problemas generales durante el mecanizado y aumenta la productividad global. Estamos muy entusiasmados con el uso de la 
tecnología LFV, puesto que permite alcanzar unos buenos resultados.

Nakaya: Desde nuestro punto de vista, los procesos de corte que hemos desarrollado con la tecnología LFV permiten romper y evacuar las virutas mediante la neutralización durante el corte, evitan el aumento de la temperatura en el filo de corte y amplían la vida útil de la herramienta.

Érase una vez los materiales difíciles de cortar que se volvieron fáciles de cortar

En 2014, Citizen Machinery lanzó su VC03, un torno de doble eje equipado con la tecnología LFV. ¿Cuál fue el desafío más complicado del desarrollo del torno VC03?

Nakaya: En la ilustración de la parte inferior de la página 27 se muestran las principales características del torno VC03. El concepto básico de cualquier desarrollo de una máquina herramienta es el de «cero vibraciones», por lo que al principio nos resultó muy difícil aceptar el hecho de que debíamos provocarlas. A lo que me refiero es que si la frecuencia de vibraciones LFV se correspondía con la vibración de cada componente, entonces la propia máquina vibraría y el mecanizado sería imposible. A pesar de este contrasentido, decidimos embarcarnos en el desarrollo. La tecnología LFV permite romper por completo las virutas, reducir la resistencia de corte en condiciones específicas, disminuir la temperatura del filo de corte y aumentar la vida útil de la herramienta. Sin duda, la LFV ha demostrado ser una solución innovadora para la fabricación.

Sannomiya (Citizen Machinery): Cuando una tecnología que desarrollamos permite solucionar los problemas de nuestros clientes, siento que hemos conseguido algo grande. Para nosotros, es un enorme placer comprobar que la tecnología LFV ha logrado hacer felices a nuestros clientes y que ha cosechado una fantástica acogida desde el mismo lanzamiento del producto.

VC03: un mecanismo de gran precisión

El bastidor y el bancal del sistema de calentamiento simétrico, el cabezal de tipo ala y el tanque de refrigerante externo son tres características básicas del torno VCO3 imprescindibles para evitar la conducción hacia el cuerpo de la máquina del calor de procesamiento y el desplazamiento térmico con el paso del tiempo. El motor integrado está equipado con una función de refrigeración forzada y, además, no posee correas y es resistente a las vibraciones, lo que permite alcanzar suavemente las revoluciones y una formación altamente precisa del producto. La combinación de dispositivos periféricos como, por ejemplo, un cargador mecánico de entrada/salida y un cargador de bancada prismática de alta velocidad, 
cuyo tiempo de servicio es de tan solo 3,5 segundos, permite su adaptación a una amplia variedad de automatizaciones de sistemas.

¿Cuál creen que será la evolución de la fabricación en el futuro?

Nakaya: En el año 2013, Citizen Machinery se fijó como concepto empresarial el objetivo 
«Ko No Ryosan»* de personalización en cadena al estilo Citizen. Este concepto, que promueve una fabricación innovadora para una producción orientada al cliente, se definió para alcanzar una productividad elevada a la vez que se garantizaba el mismo nivel de eficacia tanto para la producción en cadena como para la producción de partidas pequeñas. Puesto que en las líneas de producción se procesa una amplia variedad de geometrías y materiales, esto exige un sistema de control de las virutas unificado como el de la tecnología LFV, aplicable a todos los materiales y mecanizados. Debemos proseguir con el desarrollo de nuevas tecnologías de mecanizado para ampliar este concepto. 

Sannomiya: Soñamos con ampliar nuestra tecnología para convertir, en un futuro próximo, los materiales difíciles de cortar en fáciles de cortar. La tecnología LFV ha reducido significativamente la longitud de las virutas y ha permitido disminuir los enmarañamientos, incluso en materiales difíciles de cortar, 
de tal forma que las virutas se evacuan ahora fácilmente. Esta reducción en la longitud de las virutas también facilita su eliminación por parte de las empresas de reciclaje, de tal forma que son más ecológicas. 

Nakaya: Estoy convencido de que la LFV revolucionará por completo el concepto de las tecnologías de mecanizado. 
De hecho, el concepto LFV implica la modificación del diseño y la geometría de la herramienta, y tan pronto como los enmarañamientos de virutas se reducen a cero, la flexibilidad de diseño también aumenta. El futuro se presenta repleto de potencial. Tenemos bastantes ideas que queremos explorar y, por supuesto, los fabricantes de herramientas también participarán en este proceso de I+D.

Oita: La innovación únicamente llegará si somos capaces de debatir acerca de la geometría, 
el diseño y las piezas de las herramientas con 
los fabricantes para poder identificar la combinación ideal entre tecnología y herramientas individuales. Esto podría revolucionar las estrategias de mecanizado y las propias plantas de fabricación.

Nakaya: En la fabricación de máquinas de gran tamaño, la seguridad se pone en cuestión cuando los operadores, durante la fabricación, dejan la cubierta abierta para retirar a mano las virutas. Actúan de esta forma porque quieren evitar posibles daños derivados de un enmarañamiento de las virutas, si bien este comportamiento es peligroso. La tecnología LFV ofrece un excelente control de las virutas que permite un funcionamiento automático seguro de la máquina. Por eso, seguiremos ampliando la aplicación de la tecnología LFV del torno VC03 a otras máquinas para favorecer un funcionamiento seguro en más procesos 
de fabricación. 

Sato: También nos esforzamos por desarrollar herramientas desde el punto de vista de nuestros clientes, ya que queremos ofrecerles métodos de mecanizado innovadores que demuestren su valía en las plantas de fabricación de todo el mundo. 

Oita: Mitsubishi Materials ha creado un equipo de desarrollo tecnológico de vanguardia que también cuenta con la participación de los ingenieros más jóvenes para el desarrollo de las herramientas. 

Sato: La tecnología LFV ha permitido una evacuación total de las virutas que nos ha mostrado el camino hacia la posibilidad de crear nuevas herramientas con una amplia variedad de funciones (como, por ejemplo, herramientas diseñadas exclusivamente para el corte LFV). Teniendo en cuenta el potencial de evolución de una tecnología y unas máquinas herramienta tan novedosas, nos gustaría continuar con el desarrollo de herramientas tan útiles en las plantas de fabricación de los clientes.

* Ko No Ryosan (personalización en cadena) es una marca registrada de Citizen Holdings Co. Ltd.