De moldes de inyección de aluminio a la industria aeroespacial

Luis Sánchez Gutiérrez es el director y propietario de Moldes para Fundición a Presión, conocida como MFP Moldes. La empresa la inició su padre, Gumercindo Sánchez, quien creó el taller hace más de treinta años en el garaje de su casa. La familia Sánchez ha dedicado toda su vida a la fabricación de moldes para inyección de aluminio a presión o die casting.

“No somos poseedores de todo el conocimiento, pero sí tenemos claro que es una preparación constante. Y nos entusiasma que en el área de los moldes cada proyecto sea diferente y un nuevo reto. La preparación, insisto, es importante en esta área de la manufactura y allí hemos encontrado el balance”, explica el ingeniero Luis Sánchez.

En un principio sus clientes fueron los inyectores de moldes de aluminio y gran parte de su crecimiento se debió a la fabricación de moldes para la industria de electrodomésticos, específicamente de moldes para quemadores de estufas, reguladores para gas LP domésticos, reguladores para gas natural y válvulas de gas. De ese segmento dieron un salto al área automotriz, donde han fabricado moldes de aluminio para carcasas de motores y disipadores de calor de las luminarias de los automóviles.

La capacidad de sus moldes incluye máquinas de 1,110 a 1,500 toneladas, aunque su nicho más importante es el de medio tonelaje, de moldes para máquinas de 400 a 1,000 toneladas. En cuanto a moldes para inyección de plástico, fabrican moldes con tecnología over molding de bobinas para automóviles.

La llegada a Guanajuato fue el inicio del cambio de tecnología

En el año 2010, cuando comenzó el fenómeno de migración de empresas manufactureras establecidas en Ciudad de México y su área metropolitana, MFP Moldes se trasladó a Guanajuato, en el municipio de Apaseo El Grande.

“En el afán de continuar el servicio de posventa a los clientes, movimos la mitad de las instalaciones a la ciudad de Querétaro. Después del segundo año buscamos la locación definitiva para mover toda la empresa y, luego de varios estudios, decidimos instalarlos en Guanajuato”, afirma el ingeniero Sánchez.

Guanajuato ha sido conveniente para MFP, ya que la cercanía con la ciudad de Querétaro les ha permitido atender toda la zona industrial de la región, además de que varios de sus clientes también se trasladaron a la zona.

Un aspecto clave en esta etapa inicial fue la elección de tecnologías avanzadas y la inversión en maquinaria de vanguardia. MFP Moldes implementó equipos de inducción térmica de Haimer para el montaje de portaherramientas, lo que permitió mejorar los acabados, las velocidades de corte y la durabilidad de las herramientas.

El equipo Power Clamp Basic, de Haimer, les ofreció una serie de beneficios que mejoraron significativamente la sujeción y el ajuste de las herramientas en los centros de mecanizado. Se ha destacado por su precisión de sujeción, reducción de tiempos de cambio de herramientas, mayor vida útil de las herramientas, compatibilidad universal, facilidad de uso y mejora en la calidad del producto final.

Además de los sistemas de sujeción térmica, la adopción de herramientas de alta calidad de proveedores como Sandvik contribuyeron a optimizar los procesos de mecanizado y a prolongar la vida útil de las herramientas en un 20 %.

La primera etapa fundamental en la fabricación de moldes de inyección en MFP es la selección de materiales adecuados. Según el ingeniero Luis Sánchez, cada proyecto requiere una cuidadosa consideración de los materiales utilizados, y su empresa se inclina hacia las materias primas europeas, con preferencia por las provenientes de Alemania.

Esta elección se basa en la reputación de calidad y confiabilidad de los materiales europeos, especialmente en lo que respecta a los aceros de herramientas. Se hace hincapié en aceros de alta calidad de la familia H13 y otros tratados, que han demostrado de manera consistente su rendimiento en aplicaciones automotrices.

El taller cuenta con alrededor de veinte máquinas, entre equipos de CNC con tecnología de tres ejes, hasta máquinas de cinco ejes.

“Gran cantidad de nuestras máquinas son centros de mecanizado Haas de cinco ejes con husillos de alta velocidad. Adquirimos esas máquinas porque Haas tiene gran presencia y stock de equipos. Buscamos otras opciones en su momento, pero los tiempos de entrega no bajaban de seis meses”, cuenta Sánchez.

Para abordar la necesidad de mecanizar piezas de gran dimensión en el eje Y, MFP ha invertido en equipos especializados, como las máquinas Mold Makers de la serie VM de Haas.

“Estas máquinas ofrecen carreras extendidas en el eje Y y están diseñadas específicamente para adaptarse a las necesidades de fabricación de moldes, lo que nos permite mejorar la eficiencia y la precisión en nuestro proceso de fabricación”, explica Luis Sánchez.

El centro de mecanizado Haas VM3 Mold Maker, diseñado específicamente para la fabricación de moldes y matrices, se destaca por su estructura robusta que garantiza estabilidad y precisión en el mecanizado. Equipado con un husillo de alta velocidad y movimiento en tres ejes, ofrece la capacidad de mecanizar una variedad de materiales con gran eficiencia y precisión.

Además de contar con un sistema de refrigeración interna que ayuda a controlar la temperatura durante el proceso de mecanizado, prolonga la vida útil de las herramientas. Su control CNC avanzado permite programar y controlar todas las operaciones con precisión, lo que lo convierte en una opción versátil y confiable para la producción de moldes y matrices de alta calidad.

Proceso de fabricación

La fabricación de moldes de inyección de aluminio en MFP sigue un proceso meticuloso que garantiza la calidad y precisión requeridas para diversas aplicaciones industriales, incluida la industria automotriz. Comienza con la adquisición de materiales de alta calidad, principalmente aceros de herramientas europeos y alemanes, como la familia de aceros H13 y otros tratados, que proporcionan resultados óptimos en términos de resistencia y durabilidad.

Una vez recibidos los bloques de material, ya aproximados en tamaño, procedemos a la mecanización de las cavidades y las figuras en los moldes de aluminio. Este proceso se realiza en dos etapas: la previa al tratamiento térmico y la etapa posterior.

“Durante la etapa previa al tratamiento térmico nos enfocamos en la aproximación de dimensiones y formas mediante herramientas de insertos. Estas herramientas, principalmente carburos de alta calidad proporcionados por proveedores como Sandvik y otros españoles, nos permiten mecanizar eficientemente las piezas y lograr acabados superficiales precisos”, explica el ingeniero.

Una vez mecanizadas las piezas en su etapa inicial, se someten a un tratamiento térmico para incrementar su dureza. Sin embargo, este proceso puede provocar distorsiones en el material, por lo que es necesario realizar un mecanizado adicional para ajustar las dimensiones finales de las piezas.

Para ello emplean herramientas de carburo de alta calidad, diseñadas específicamente para el mecanizado de materiales duros. Estas herramientas les permiten remover material rápidamente y lograr los acabados superficiales requeridos para los moldes.

En los casos que requieren geometrías complejas o detalles finos, recurren al proceso de electroerosión. “Utilizamos electrodos de cobre electrolítico, que fabricamos internamente, para erosionar las piezas y obtener los detalles deseados con alta precisión. Aunque actualmente usamos cobre electrolítico para la fabricación de electrodos, evaluamos la posibilidad de migrar hacia el uso de electrodos de grafito en el futuro para ciertas aplicaciones específicas”, afirma Sánchez.

Completado el proceso de mecanizado y electroerosión, las piezas pasan a la etapa de pulido y ajuste final. Aquí se aseguran de que las piezas cumplan los estándares de calidad requeridos, tanto en términos de dimensiones como de acabado superficial. Para ello utilizan equipos especializados, como prensas die spotting italianas, con el fin de verificar y validar la integridad de los moldes antes de su entrega al cliente.

En cuanto a los tipos de moldes que fabrican y las industrias a las que sirven, la cartera de productos de MFP Moldes incluye una variedad de componentes para la industria automotriz. Fabrican carcasas, difusores de calor, partes estructurales y otras piezas utilizadas en ensambles mecánicos y sistemas de iluminación.

Dichos moldes, diseñados para adaptarse a una amplia gama de aplicaciones dentro del sector automotriz, garantizan la calidad y la durabilidad requeridas para su uso en condiciones exigentes.

Diseño y proceso de calidad de los moldes

En el proceso de diseño de moldes de inyección de aluminio, MFP aplica una combinación de software especializado y técnicas de verificación de factibilidad para garantizar la eficacia y la calidad del producto final. En la etapa de diseño utiliza SolidWorks, que permite modelar y visualizar las piezas de manera precisa.

“SolidWorks nos proporciona herramientas avanzadas para verificar la factibilidad de fabricación, incluida la evaluación de espesores de piezas, ángulos de desmoldeo y otros parámetros críticos”, comenta Luis Sánchez.

Una vez completado el diseño en SolidWorks, utilizan Mastercam para la programación de la fabricación y el mecanizado de los moldes. “Mastercam es un software de manufactura ampliamente reconocido, que nos brinda una amplia gama de estrategias de mecanizado y permite transformar nuestros diseños en programas de código de máquina para nuestras máquinas CNC. Su integración con SolidWorks facilita el flujo de trabajo y el aprovechamiento máximo de nuestras capacidades de diseño y fabricación”, agrega el ingeniero Sánchez.

En cuanto a la metrología y el control de calidad, el proceso se basa en la verificación continua en cada etapa de fabricación. Desde los desbastes iniciales hasta los ajustes finales, cada proceso se convierte en una oportunidad para verificar la precisión y la calidad de las piezas.

“Utilizamos equipos de medición avanzados, como nuestra máquina de medición por coordenadas (CMM) Coord3, de 3D MetriSoft, que entrega mediciones precisas de piezas de hasta un metro y medio de tamaño. Esta capacidad nos permite verificar la conformidad de cada pieza con las especificaciones de diseño y garantizar la calidad del producto final”, explica Sánchez.

El enfoque en el diseño, la fabricación y el control de calidad le ha permitido a MFP ofrecer moldes de inyección de aluminio de alta calidad que cumplen con las demandas de sus clientes en una variedad de industrias.

Expansión hacia la industria aeroespacial

A medida que MFP Moldes consolidaba su posición en la fabricación de moldes para electrodomésticos, la empresa se aventuró en nuevas áreas de negocio, incluida la industria aeroespacial. Esta expansión implicó desafíos y oportunidades únicas, que fueron abordadas con determinación y creatividad.

La empresa experimentó un punto de inflexión en su trayectoria en torno al año 2018, cuando se presentó la oportunidad de trabajar en un proyecto específico para el sector aeroespacial. Este proyecto, en colaboración con Airnova, requería la fabricación de piezas 100 % estructurales para aplicaciones aeronáuticas. La empresa se vio desafiada por la necesidad de producir componentes complejos con altos estándares de precisión y eficiencia, lo que implicaba una actualización tecnológica significativa.

Decidió entonces invertir en tecnología de mecanizado de cinco ejes, lo que representó un hito importante para la empresa. La adquisición de centros de mecanizado de cinco ejes, específicamente los modelos Haas UMC 750SS, le permitió a la empresa expandir sus capacidades de fabricación y abordar nuevos mercados, como el sector aeroespacial. Estas máquinas ofrecían la versatilidad y la precisión necesarias para mecanizar piezas tridimensionales de manera eficiente y precisa.

Las piezas fabricadas para el sector aeroespacial incluían componentes mecánicos de aluminio, como placas estructurales para alas de aviones y cabinas. Estos proyectos exigían la remoción de grandes volúmenes de material, lo que requería una tecnología de mecanizado avanzada y una alta velocidad de producción.

La elección de las máquinas Haas UMC 750SS se debió, en parte, a su reputación en el mercado y a la disponibilidad inmediata de los equipos. Haas era una marca reconocida por su presencia y stock de equipos, lo que garantizaba tiempos de entrega rápidos y una fácil accesibilidad a repuestos y soporte técnico.

El centro de mecanizado Haas UMC 750SS ha sido fundamental para mejorar los procesos de mecanizado de partes complejas de los moldes, pues se trata de una máquina de alto rendimiento diseñada para una amplia variedad de aplicaciones. Adquirieron dos de estos equipos para mecanizar estructuras de componentes aeroespaciales, pero también los utilizan para mecanizar algunas partes complejas de sus moldes.

El UMC 750SS es capaz de realizar operaciones de mecanizado en cinco ejes simultáneos, lo que significa que puede trabajar en una amplia gama de geometrías y formas complejas con gran precisión, y viene equipado con husillos de alta velocidad y sistemas de control avanzados, para lograr velocidades de mecanizado rápidas sin sacrificar la precisión dimensional que requiere el taller.

Además de su uso inicial en la fabricación de componentes aeroespaciales, las máquinas de cinco ejes también se emplearon en otros proyectos, como la producción de partes complejas para moldes. En un ejemplo concreto, la empresa utilizó una de las máquinas para mecanizar válvulas destinadas a vehículos de bomberos, un proyecto que requería precisión y calidad para cumplir con los estándares de seguridad exigidos en el mercado estadounidense.

La constancia y la tenacidad del ingeniero Luis Sánchez han permitido que la empresa, fundada por su padre, no solo haya sobrevivido a los constantes cambios y exigencias de la industria, sino que también sea reconocida en el sector de manufactura de moldes. Y ahora que han ingresado a la industria aeroespacial continúa con su empeño por ganarse un puesto de reconocimiento en esta exigente industria.