Software CAD/CAM permite cambio rápido para partes de carreras

 

Años solucionando problemas de embragues para dragsters prepararon a Chris Nachtmann para abrir su propio taller de ingeniería y mecanizado. Poco después, quedó claro que necesitaría más capacidades de CAD/CAM para progresar en su taller y cumplir con las estrictas exigencias de los equipos de autos de carrera. Cuando apareció un equipo de carreras que necesitaba un componente de automóvil personalizado diseñado en un instante, utilizó el GibbsCAM de 3D Systems para hacer el trabajo.

Construyendo los cimientos en el mecanizado de carreras

Trabajando como especialista en embragues para Alan Johnson Racing, de la National Hot Rod Association (NHRA), Nachtmann conoció los desafíos que enfrentan los jefes de equipo, incluido el mantenimiento y la reconstrucción de los embragues para dragster. El propietario del equipo, Alan Johnson, lo alentó, le enseñó a buscar la mejora constante y lo inspiró a analizar e innovar. Tomaría estas lecciones en sus futuras operaciones de diseño y mecanizado.

Después de cinco años, se fue para ayudar a dirigir el taller metalmecánico de sus padres en California. Allí desarrolló nuevos productos, incluida una cubierta de placa de presión de titanio que ofreció a diferentes equipos de la NHRA. Después de los fines de semana, cuando se hacían las carreras, él consultaba a los jefes de equipo y usaba sus comentarios para continuar desarrollando los productos.

En 2005, Nachtmann se mudó a Charlotte, Carolina del Norte, y abrió CNC Performance Engineering (CNCPE), un taller de ingeniería general y maquinaria en una planta de 740 metros cuadrados con nueve empleados. Aunque sus 10 máquinas CNC, que incluyen sierras, tornos, máquinas de electroerosión por hilo y fresadoras, se utilizan para una amplia gama de aplicaciones de ingeniería y mecanizado general, CNCPE continúa enfocándose en piezas de embrague de alta calidad para los equipos dragster de la NHRA de alto combustible. Esta reputación lo ha llevado a hacer trabajos para la NASCAR y carreras Drift, que necesitan partes con urgencia.

Tres días para diseñar y mecanizar una nueva pieza

Recientemente, un equipo de carreras de Drift necesitaba filtros de aire instalados en dos motores de carreras Roush Yates Ford con inyección de combustible, pero no tenía forma de colocar los filtros. Cada motor de ocho cilindros tenía un banco de cuatro bocinas de admisión de aire en cada lado, y no había adaptadores para la combinación filtro-corredor. Además, el equipo simplemente no podía obtener las dimensiones del filtro de aire del fabricante. Haciendo la situación aún más urgente, un especialista en ajuste de motores ya estaba programado para viajar a través del país para optimizar los motores con los filtros instalados y el tiempo se estaba acabando.

Los clientes se acercaron a Nachtmann un viernes por la noche y los motores, con sus filtros, debían estar en el dinamómetro a primera hora del martes siguiente. No tenían ningún concepto o diseño para un adaptador y no tenían filtros para las mediciones, pero sabían que los filtros y las bocinas de aire ocuparían todo menos unos pocos milímetros de espacio entre los corredores y el capó. Cuando el cliente aceptó enviar un filtro durante la noche, CNCPE aceptó el desafío de diseñar, mecanizar y entregar cuatro piezas.

Una consideración importante para asumir este trabajo fue la capacidad mejorada CAD/CAM que Nachtmann agregó a su compañía poco después de revisar la cubierta de la placa de presión. El GibbsCAM permite el modelado y mecanizado de sólidos y superficies, funciones para el mecanizado de sólidos y superficies, y el mecanizado de alta velocidad. Estas capacidades vinieron muy bien para el trabajo de carreras Drift.

Nachtmann comenzó, como siempre lo hace, cuando no hay modelos CAD, utilizando el GibbsCAM para modelar su concepto. “Para mí todo se trata de la trayectoria de herramienta”, dice. “El GibbsCAM trabaja directamente con modelos CAD sólidos, pero si la pieza no es una pieza simple, siempre necesito extraer parte de la geometría o completar alguna operación para el mecanizado”.

Él diseñó el adaptador con cilindros huecos que atraviesan una placa base delgada, hecha para encajar dentro de las guías de un lado y sostener las bocinas de aire en las aberturas del otro. Los cilindros en un lado tienen orificios en forma de cruz para los tornillos de fijación de bola cargados por resorte, que se ajustan en pequeñas hendiduras para ser ajustados en cada bocina. Los cilindros en la parte inferior no necesitaban tornillos, ya que se deslizan hacia la derecha en las guías equipadas con abrazaderas.

Para mecanizar esta pieza, Nachtmann tuvo que remover una gran cantidad de material para crear los cilindros de pared delgada de 3 pulgadas de diámetro, mientras dejaba una base delgada. Sostuvo el material de aluminio en una prensa y usó el desbaste de alta velocidad del GibbsCAM para programar la eliminación rápida de material en el primer lado. Comenzando con un bloque de aluminio que pesaba 27 libras, comenzó a probar y optimizar los avances y las velocidades para evitar las vibraciones. Sin tiempo para construir accesorios, el segundo lado tenía que ser sujetado por el borde, no más profundo que el grosor que debía dejarse para la base.

El sistema CAD/CAM permite un cambio rápido

Nachtmann le da crédito al GibbsCAM por su capacidad para aceptar este proyecto con un tiempo de ejecución tan breve. Sin tiempo para construir accesorios, necesitaba usar la prensa con cuidado, que es donde entra en juego la modificación de la trayectoria. “El GibbsCAM me permitió hacer ediciones rápidas que ahorraron mucho tiempo sin reconstruir nada. Solo con ir al administrador de procesos se cambia la cantidad de material que desea dejar. También puede intentar dejar más en la base o la pared para eliminar la vibración, o tratar de mecanizar otra área primero”. Según Nachtmann, la interfaz de arrastrar y soltar, así como la capacidad de rehacer o reemplazar las operaciones con solo un unos pocos clics hicieron que todo el proceso fuera mucho más fácil.

Después de retirar 24.6 libras de aluminio, la pieza terminada pesaba 2.4 libras y medía 19.25 x 7.25 x 1.95 pulgadas. Las cuatro piezas se entregaron el lunes por la noche, con tiempo suficiente para preparar la puesta a punto del motor al día siguiente. Satisfecho con estos resultados, Nachtmann ahora planea usar el GibbsCAM para rediseñar y mecanizar el volante de combustible superior para el dragster de la compañía, para mejorar así el rendimiento y tener motores de carreras cada vez más potentes.