MMC Magazine

PRÄZISIONSWERKSTÄTTEN (SEMINARIO DE PRECISIÓN)

DR. -ING. HEINZ-RUDOLF JUNG GMBH & CO. KG
75 años DE tecnología de fabricación y mecanizado de vanguardia

Introducción

PRÄWEST es un grupo de empresas que fabrican piezas especializadas de hasta 2500 mm de diámetro, incluyendo una amplia variedad de turbinas, piezas estáticas y carcasas utilizadas en una amplia gama de industrias, desde la aeroespacial hasta las instalaciones pesadas. La empresa está equipada con herramientas mecánicas modernas y aplica la última tecnología de corte para garantizar componentes y ensamblados de la calidad más elevada, al tiempo que supervisa continuamente las tendencias emergentes, como la fabricación aditiva. 

En los últimos años, las aplicaciones complejas que requieren un mecanizado de alta precisión de materiales difíciles de cortar para componentes con estrictas normas reglamentarias y técnicas se han convertido en parte del negocio diario de la empresa. Para aplicaciones en las que las soluciones de herramientas internas no alcanzan los resultados previstos, la empresa busca el asesoramiento de los fabricantes de herramientas para beneficiarse de su experiencia. 

Este editorial ofrece una mirada retrospectiva a la historia de la empresa e ilustra la asociación entre Präwest y Mitsubishi Materials durante la última década.

Fundamento de la calidad

Präwest fue fundada por un experto en la industria aeroespacial, Heinz Hampel, en Bremen (Alemania) en 1945, una vez finalizada la Segunda Guerra Mundial. Debido al turbulento periodo posterior a la guerra que provocó restricciones gubernamentales en la fabricación de aviones, la empresa comenzó a operar con aplicaciones de mecanizado especiales para la industria del tabaco. Dos años después, la empresa volvió a las raíces de su fundador y concentró sus actividades en el mecanizado de piezas aeroespaciales. 

Desde el principio, Präwest se centró en la calidad del producto y la empresa pronto se estableció en el negocio de la aviación civil en Alemania. Hasta finales de la década de 1970, la empresa, incluso con tan solo 25 empleados, experimentó un creci-miento constante de la producción y prosperó como un taller pequeño pero altamente especializado para el mecanizado de piezas aeroespaciales. Sin embargo, a principios de la década de 1980, la empresa fue adquirida por el Dr. Ing. Heinz-Rudolf Jung, que debía llevar a la empresa al siguiente nivel. 

Basándose en la buena reputación de la empresa, el nuevo propietario visionario se centró en la tecnología y estableció nuevos objetivos estra-tégicos. Esto incluía una mayor expansión de la empresa en la industria aeroespacial, pero lo que es más importante, una diversificación de las operaciones en otras áreas de negocio, como la automoción, el petróleo y el gas y la energía, pero con el énfasis puesto en la calidad. 
La diversificación permitió a la empresa no solo explorar y desarrollar nuevas oportunidades de negocio, sino también aprovechar sus competencias tecnológicas, reforzando y moderni-zando su negocio aeroespacial. Präwest fue una de las primeras empresas en introducir y utilizar el mecanizado CNC simultáneo de 5 ejes en Alemania, logrando así una mayor precisión y rendimiento para componentes especiales y productos especializados. Lo que empezó como una pequeña empresa local por iniciativa de un hombre, pronto se convirtió en la empresa internacional moderna de la actualidad.

Adaptación y especialización

En la actualidad, Präwest es un proveedor de primer nivel de todo el mundo y consta de tres entidades independientes: PRÄWEST, especializada en el mecanizado de piezas grandes y pesadas; PRAE-AERO, fundada en 2015 en Baja Sajonia, dedicada al mecanizadoo de producción en masa de piezas más pequeñas para el sector aeroespacial; y CHAMPION PRECISION, fundada como empresa conjunta en 2017 en China para determinados productos especializados. 

El grupo Präwest afronta con confianza los nuevos retos de mecanizado con un equipo de desarrollo comprometido y un parque de máquinas de última generación con más de 130 máquinas CNC y 24 robots. La diversificación de la empresa se hace evidente por el número y la versatilidad de los diferentes productos mecanizados en cada empresa. Estos incluyen piezas para el sector aeroespacial, turbinas, sistemas de ciclo orgánico, turbocompresores y ruedas de turbinas, sistemas de tecnología de vacío, así como para las industrias energética, del petróleo y del gas. 

Los requisitos de mecanizado con respecto a materiales, formas, tamaños y geometrías han cambiado drásticamente en las últimas décadas, por lo que la flexibilidad y la adaptabilidad desempeñan un papel fundamental para las empresas de fabricación. Lo que parece revolucionario y rentable hoy en día puede quedar obsoleto en poco tiempo. Esto prevalece especialmente en el sector aeroespacial, donde el último gran cambio en la tecnología ya se ha logrado con el lanzamiento de motores de aeronaves avanzadas de bajo consumo de combustible, como la serie Rolls Royce Trent, la GE-9X y la serie Pratt & Whitney GP y la PW1100G, que es una de las dos opciones de motor para A320neo. 

Este avance significó que la especialización en nichos de productos se volviera esencial. Reiner Wahlers, director ejecutivo de Präwest, comenta sobre el desarrollo del mercado: «El panorama de la industria evoluciona constantemente en un ciclo de 5 a 10 años. Si queremos seguir el ritmo y seguir siendo competitivos, también debemos cambiar. Hace diez años, las piezas estructurales de aluminio, como los largueros de las alas, las aletas y los fuselajes, dominaban nuestras operaciones. En la actualidad, estamos completamente especializados en piezas de motor, incluidas tanto las piezas de flujo de gas como las carcasas».  

El mecanizado de piezas aeroespaciales especializadas como blisks, álabes, impulsores o anillos y discos es problemático para muchos fabricantes. El reto reside principalmente en la naturaleza de las materias primas, que son difíciles de mecanizar. Las aleaciones de titanio, Inconel, aleaciones a base de níquel y cobalto, así como los aceros inoxidables y otras aleaciones termorresistentes, son algunos de los materiales más utilizados para estos componentes. Estos materiales también son en los que Präwest posee la más elevada experiencia en mecanizado. En consecuencia, cuando se trata de adquirir nuevos proyectos de clientes, infulyen tres elementos en la decisión de la empresa: Aplicaciones en materiales difíciles de mecanizar; aplicaciones con geometrías complejas; y aplicaciones con la capacidad de alcanzar un cierto nivel de automatización. El Dr. Benjamin O’Shea, director ejecutivo de Präwest, confirma: «Si dos de los tres criterios se cumplen a petición del cliente, lo más probable es que se trate de un proyecto atractivo para nosotros y de un contrato que queremos ganar». 

Präwest no solo tiene su propio taller de alta tecnología, sino también una instalación de rectificado de herramientas y un departamento de garantía de calidad. Con un total de doce rectificadoras CNC, además de un nuevo sistema ERP para el registro automatizado de herramientas y un software CAD/CAM avanzado, el Grupo Präwest está totalmente equipado para diseñar y fabricar herramientas de corte personalizadas. Para aplicaciones aeroespaciales en las que se requiere

 una producción en serie de alta precisión con un alto nivel de automatización, los procesos de configuración previa de la herramienta, medición óptica de la superficie y calibración se llevan a cabo digitalmente, directamente en la máquina. Christian Hoppe, director del departamento de desarrollo de herramientas, afirma: «Hemos

establecido ciertos flujos de trabajo vinculados a nuestra base de datos de herramientas, lo que permite una transmisión segura de geometrías de herramientas, datos de preajuste e información de rectificado, para que podamos cargar rápidamente toda la información necesaria sobre las herramientas en las máquinas». 

La última tecnología

La cooperación y la coingeniería con otros profesionales de la industria desempeñan un papel fundamental para el éxito de la empresa. Mitsubishi Materials es uno de los proveedores de herramientas de corte con los que Präwest se ha asociado para mejorar la eficiencia de su producción y optimizar el proceso de mecanizado de piezas como los blisks. 

Fue en 2014 cuando Wolfgang Schmidt, representante de ventas de MMC Hartmetall GmbH, la sede europea de Mitsubishi Materials, presentó a Präwest la serie de fresas de alto avance iMX con cabezas inter-cambiables como la solución ideal para el mecanizado de grupos. El Sr. Hoppe recuerda: «No estábamos satisfechos con el rendimiento de las herramientas internas. Además, la estrategia de mecanizado, que era principalmente el fresado trocoidal, no cumplía claramente nuestras expectativas de mecanizar los canales estrechos dentro de los blisk de titanio y dejar el material mínimo para el acabado. Cuando la serie iMX superó a cualquier otra herramienta de corte probada, así como a la optimización del proceso de mecanizado general, nos dimos cuenta de que esta herramienta pronto sería nuestra primera opción no solo para el mecanizado de los blisk, sino también para otras aplicaciones con estrategias y parámetros de mecanizado similares». 

La serie IMX es el sistema de fresas de cabeza intercambiable de Mitsubishi Materials que combina las ventajas del metal duro integral con las fresas de placa intercambiable. Esto es posible gracias a las caras de sujeción cónicas de la cabeza y del portaherramientas, ambas de metal duro integral (solo la parte roscada es de acero). Esto proporciona precisión a las caras de sujeción de metal duro cuando se necesita un cambio de cabeza, mientras que las ventajas de una rosca de acero integrada en la cabeza y el portaherramientas, sobre una rosca de metal duro puro, también añaden fiabilidad y resistencia.

El Sr. Schmidt afirma: «Tras analizar los requisitos iniciales de Präwest, quedó claro que las cabezas intercambiables de la serie iMX eran ideales. Además, la amplia gama de diferentes tipos de geometrías y los mangos largos alcance disponibles permitieron a estas herramientas mecanizar de forma eficaz y fiable las formas y materiales complejos especificados por los ingenieros de Präwest. Los primeros diámetros probados fueron los tipos de radio angular 10, 16 y 20, y se halló que podían mecanizar muy cerca de la forma neta final. Esto supuso un ahorro de tiempo en comparación con otras soluciones, ya que ya no era necesario un paso de semiacabado».
Mientras que para muchas empresas de fabricación la reducción del tiempo de mecanizado es decisiva para la selección de herramientas de corte, Präwest se centra en la estabilidad y fiabilidad del proceso, así como en la rentabilidad. El Sr. Wahlers dice: «No buscamos la forma más rápida de mecanizar una pieza. Es el coste total del proceso lo que es importante para nosotros, por lo que con gusto consideramos las recomendaciones de herramientas de Mitsubishi Materials y otros fabricantes de herramientas. Tenemos que estar seguros de que cada vez, la pieza saldrá de la máquina exactamente como debería. Este fue el caso de la iMX». Actualmente Präwest utiliza la serie iMX para la fabricación de blisks en cuatro fresadoras CNC de 5 ejes en cuatro etapas diferentes, produciendo más de 1000 al año. La serie iMX también se ha introducido en el proceso de producción de otras aplicaciones con estrategias de mecanizado similares.

Rectificado

La colaboración entre Präwest y Mitsubishi Materials se remonta a muchos años, comenzando con el suministro de placas de torneado de calidad VP10RT. Sin embargo, la introducción de la iMX fue un hito en la larga colaboración, que ahora va más allá de la habitual relación cliente-proveedor. Mitsubishi Materials sigue los pasos de desarrollo de Präwest para ayudar, consultar y formar a su equipo altamente cualificado. La rentabilidad es especialmente importante e influye en el comportamiento de adquisiciones de la empresa con respecto a las herramientas de corte de otros fabricantes. El Sr. Hoppe dice: «Cada vez que calculamos el coste total del proceso de una aplicación, el coste de las herramientas de corte es un factor importante, pero nuestra capacidad para rectificar herramientas internamente sin retrasos logísticos innecesarios compensa el coste inicial y es una de nuestras ventajas competitivas. Tras una formación profesional en rectificado impartida por los expertos de Mitsubishi Materials, las fresas iMX también cumplieron nuestras expectativas en este aspecto».

El rectificado de herramientas de metal duro de alta precisión con filos de corte geométricamente complejos, como la serie iMX, supone todo un reto. La herramienta puede perder el rendimiento drásticamente si el filo de corte y las tolerancias dimensionales generales no se cumplen después del rectificado. Esto puede provocar la pérdida de vida útil de la herramienta y puede generar el potencial de desperdiciar la costosa materia prima. Por lo tanto, Mitsubishi Materials aceptó con gusto ofrecer programas de rectificadoras y formó a Präwest sobre cómo rectificar las fresas iMX. Esto fue realizado por un miembro del equipo de desarrollo de iMX, Takayuki Azegami. Es ingeniero de diseño de productos para aplicaciones aeroespaciales en la sede europea de Mitsubishi Materials afirma: «Cuando visité por primera vez las instalaciones de rectificado de Präwest para recibir formación, se eliminó inmediatamente cualquier preocupación que pudiera haber tenido. Teniendo en cuenta el personal altamente cualificado y el equipo de última generación que utiliza una automatización integral para evitar los errores humanos, confié en el éxito del proyecto de rectificado. Además, me dio mucha satisfacción observar una herramienta que yo había ayudado a crear, participando en un mecanizado de alto nivel por parte de uno de nuestros clientes internacionales». 

Cooperación continua

La implementación exitosa de la serie iMX fortaleció la asociación entre las dos empresas y abrió nuevas vías de cooperación. Gracias al centro de soluciones de reciente creación, MTEC Stuttgart (Mitsubishi Materials Technology & Education Centre), Mitsubishi Materials puede proporcionar ahora a Präwest unas instalaciones avanzadas y los conocimientos de ingeniería necesarios para sus pruebas de corte. Esto mejorará aún más la innovación abierta y el codesarrollo.

Uno de los futuros proyectos es una aplicación de un fresado de cavidades de semidesbaste en un componente de acero inoxidable, con una longitud de voladizo de la herramienta de hasta 180 mm. El Sr. Wahlers afirma: «Es la primera vez que confiamos en un socio con una prueba de corte. En el pasado, confiábamos en nuestros propios medios y conocimientos, pero nuestra experiencia positiva en la colaboración con Mitsubishi Materials puso en primer plano las ventajas de dicha colaboración.

Las sinergias con beneficios econó-micos en la industria metalúrgica no son excepcionales, pero cuando se trata de construir nuevas asociaciones, importan otros valores. Aunque a menudo la suerte desempeña un papel incuestionable al comienzo de una colaboración, a saber, ofrecer la tecnología adecuada en el momento y lugar adecuados, factores como la comunicación abierta, el intercambio de información, la confianza y el compromiso influyen en la calidad y en el futuro de la relación comercial. El Dr. O’Shea concluye: «La calidad siempre ha sido uno de los principios fundamentales de Präwest en los últimos 75 años. La alta calidad prevista también se ve reflejada en los productos y servicios de Mitsubishi Materials. Actuar más como un socio tecnológico de vanguardia que como una empresa puramente centrada en las ventas es lo que más valoramos de esta colaboración».

En relación con la futura colaboración y el apoyo comercial posterior para Präwest, Akihiro Kittaka, miembro del equipo del departamento de estrategia empresarial de Mitsubishi Materials en Japón, afirma: «Mitsubishi Materials es un actor global en el sector de las herramientas de corte y opera en todo el mundo para clientes internacionales. Tras la reciente expansión de Präwest en China, nos complace tener la oportunidad de crear puentes entre las tecnologías y aplicaciones existentes y apoyar las operaciones empresariales nuevas y futuras de nuestros clientes en Asia y, por supuesto, con el mismo estándar de calidad que en Europa».