Una Solución Progresiva Para Troqueles Progresivos
La combinación del escáner Leica y PolyWorks® le ayudó a Majestic Industries a cortar de tajo el tiempo de pruebas de los troqueles a la mitad.
Majestic Industries, Inc. fabrica troqueles de estampado en chapa metálica para productos industriales, de consumo y de la industria automotriz. Para diferenciarse en este mercado ultracompetitivo, Majestic se especializa en troqueles progresivos de alta velocidad para estampados grandes. En vista de estos mayores retos y complejidades, la empresa incorpora tecnologías avanzadas para fabricar estas herramientas de vanguardia.
El reto
El gran tamaño de sus troqueles progresivos los hace difíciles de inspeccionar y medir. Hasta 18 pies de largo y 100 mil libras, pueden ser demasiado grandes para una máquina de medición de coordenadas (CMM) y demasiado difíciles de manejar para transportarlos a un laboratorio de inspección. Por lo tanto, la compañía invirtió en un escaneo 3D y un sistema CMM portátil que viaja a los troqueles.
La solución
El sistema de escaneo 3D, que incluye T-Scan y T-Probe portátiles de Leica Geosystem y el software InnovMetrics PolyWorks®, maneja la mayor parte de las inspecciones de herramental y estampado. Según Mike Reed, gerente de calidad, “el sistema está funcionando muy bien para las inspecciones entrantes, en proceso y del primer artículo. Estamos muy satisfechos con lo que está haciendo por nosotros.” Sin embargo, Majestic se ha dado cuenta de que el sistema de escaneo puede hacer mucho más que asegurar la calidad. “Estamos descubriendo más y más cosas para las que se puede utilizar”, dijo Reed.
Uno de los descubrimientos de Majestic es que la combinación del escáner Leica y el software PolyWorks reduce los tiempos de prueba de los troqueles a la mitad.
Pruebas de troqueles progresivos
Antes de enviar los estampados de chapa metálica para la aceptación del cliente, cada troquel progresivo pasa por un proceso de prueba exhaustivo. Después del diseño y la construcción, los troqueles se cargan en prensas de muestreo y se miden los primeros estampados. Luego, el troquel se mecaniza, se ajusta y se vuelve a cargar en la prensa para otra serie de piezas de muestra. Este proceso iterativo requiere mucho tiempo y trabajo.
Con el tamaño y la complejidad de sus troqueles progresivos, Majestic anteriormente pasaba más de dos meses en la fase de prueba de troqueles. Reed dijo: “Dependiendo de la pieza, podría haber de cinco a ocho iteraciones antes de que todo quedara bien”. Las muestras se midieron con una máquina de medición de coordenadas (CMM), que le dio al talentoso equipo de diseño de Majestic solo unos pocos cientos de dimensiones para diagnosticar los estampados. Sin la imagen completa, los diseñadores de troqueles se basaban en la experiencia y la intuición para determinar dónde se necesitaban ajustes y cuánta compensación elástica usar.
Dado que no es deseable eliminar demasiado acero del troquel, “Hicimos ajustes conservadores para asegurarnos de siempre cortar retirando solo el metal necesario”, dijo Reed. Dado que cada iteración tardaba casi una semana, el enfoque conservador de las pruebas alargaba las entregas, aumentaba los gastos y reducía las ganancias.
Reed dijo: “Algo que nos entusiasma mucho es el uso del sistema de escaneo para ayudar a compensar la recuperación elástica durante las pruebas de los troqueles. Con el escáner Leica y PolyWorks, estamos reduciendo ese tiempo en más de la mitad.” La reducción de tiempo es resultado de que los informes son más rápidos y de que tenemos mejor información que les permite a los fabricantes de herramientas ser más agresivos en cada ronda de ajustes de troquel.
Mike Reed en Majestic, escaneando un estampado de chapa metálica, directamente en PolyWorks, con el escáner láser portátil Leica T-Scan.
Cuando las primeras muestras salen de la prensa, se escanean con láser con el Leica T-Scan portátil. El escáner alimenta hasta 20,000 puntos por segundo directamente en el paquete PolyWorks/Inspector™. Momentos después de completar el escaneo, PolyWorks produce una comparación global de la pieza con sus datos CAD. El mapa de color resultante representa vívidamente el estampado de chapa metálica y resalta las áreas que necesitan modificaciones. Reed dijo: “Es una retroalimentación casi instantánea sobre la calidad de la pieza. La escaneo y les digo a los diseñadores exactamente lo que está pasando”.
El software no solo muestra los lugares en los que la pieza está fuera de especificación, sino que también ayuda a dejar de hacer conjeturas. “Con PolyWorks, existe una herramienta de Deformación que nos permite predecir y ajustar la recuperación elástica del estampado”, dijo Reed. “Y así es como reducimos el número de iteraciones de prueba de los troqueles.”
“Incluso con una fecha límite ajustada en una pieza difícil, sabemos que podemos hacer bien el trabajo.” Mike Reed, Gerente de calidad, Majestic
Los beneficios
La conclusión de Majestic es que reducir los tiempos de pruebas de los troqueles le ayuda a ser competitivo. Sus clientes están diseñando estampados complejos pero esperan entregas más rápidas y precios más bajos. Para hacer frente a la demanda, Majestic aprovecha el sistema de escaneo 3D para acelerar el proceso de fabricación de troqueles.
Majestic está listo para el reto
Para probar que tiene razón, Reed citó un proyecto que comenzó con un ensamblaje complejo de dos piezas que el cliente quería consolidar en un solo estampado. Este proyecto fue un desafío porque las piezas eran muy largas, muy torcidas y muy impredecibles en términos de recuperación elástica. Reed dijo: “Sin el escaneo 3D, no habríamos podido abordar este trabajo. Habría necesitado demasiadas iteraciones, habría tomado demasiado tiempo y habría sido demasiado arriesgado.”
Confiando en el sistema de escaneo 3D para hacer el trabajo rápido de las pruebas de los troqueles, Majestic aceptó el desafío de hacer el troquel progresivo para este difícil estampado. Como es ahora su práctica estándar, los primeros estampados se investigaron en PolyWorks|Inspector™. Usando la capacidad de transmisión en vivo, los datos del escáner láser T-Scan y la CMM portátil T-Probe se llevaron directamente a PolyWorks mientras se escaneaba la muestra. A continuación, se generó automáticamente un modelo poligonal a partir de los datos escaneados utilizando la tecnología de mallado de PolyWorks. Después de importar el modelo de referencia (modelo CAD mallado), se comparó con la parte escaneada para realizar un análisis de desviación global. Los fabricantes del troquel revisaron el mapa de color resultante para determinar exactamente qué cambios eran necesarios.
Cuando las modificaciones incluían la compensación elástica, Majestic utilizó la herramienta de Deformación de la solución PolyWorks|Modeler™. Esta aplicación realiza automáticamente los ajustes necesarios para tener un estampado que esté dentro de las especificaciones de diseño. “Con la herramienta de Deformación, bloqueo los puntos en los datos de escaneo que no quiero mover. Luego selecciono puntos en las áreas que quiero ajustar en el modelo CAD y PolyWorks los empareja automáticamente con sus puntos correspondientes en la pieza escaneada. Finalmente, configuro el porcentaje de compensación y PolyWorks hace todos los cálculos por mí, compensa los puntos de coincidencia automática y crea una nueva malla para el modelo CAD”, dijo Reed.
Después de que se realizaron los cambios, los datos se importaron a CATIA® para utilizarlos para modificar el diseño del troquel y crear nuevas trayectorias de herramientas de mecanizado. Luego, el equipo comenzó la segunda ronda de mecanizado, estampado y escaneo 3D. Reed dijo: “Incluso con el sistema de escaneo, necesitábamos seis iteraciones de troquel para hacer bien esta pieza.” Pero se apresuró a señalar que, “Sin él, habría sido más del doble.
Cuando se completó, Majestic estaba satisfecho de haber aceptado este difícil proyecto y su cliente estaba muy satisfecho con los resultados. Según Reed, Majestic Industries tiene un historial de estar a la vanguardia de la tecnología, y cree que esa es una gran razón por la que sigue teniendo éxito.
PolyWorks|Inspector™
PolyWorks|Modeler™