Software CAM que ayuda a mejorar la eficiencia de mecanizado del taller

Desde el primer día, la estrategia de negocio de 5th Axis Inc. ha sido aprovechar la tecnología, el software y los equipos más avanzados disponibles para poder ingresar en los exigentes nichos de mercado aeroespacial, médico, así como en otras industrias de alta tecnología. Sin embargo, cuando la compañía incursionó en el mecanizado de cinco ejes, los cofundadores de la empresa, Steve Grangetto y Chris Taylor, notaron que su software CAM tenía deficiencias importantes, las colisiones en el mecanizado eran frecuentes y no eran capaces de notar todo el potencial de sus máquinas-herramienta. Al usar el Hypermill de Open Mind Technologies AG, de Wassling, Alemania, la compañía obtuvo tiempos de procesamiento menores, mejores acabados superficiales y una calidad superior en general.

Once años atrás, Grangetto y Taylor reconocieron que el mecanizado en cinco ejes le daría una ventaja competitiva a su compañía ubicada en San Diego California. Hoy, la compañía ofrece mecanizado complejo, junto con su propia línea de productos para fijación de piezas de trabajo de cinco ejes, incluidos prensas de tornillo, fijaciones y adaptadores que complementan un amplio espectro de máquinas CNC. De hecho, esta línea de productos es ahora una parte sustancial de su negocio. El taller está dotado con centros de mecanizado alemanes, suizos y japoneses de alta precisión para mecanizado en tres y cinco ejes. Todas las máquinas son programadas con Hypermill y demuestran claramente el compromiso de la compañía de aprovechar la tecnología avanzada. Sin embargo, no siempre fue así.

El negocio creció sustancialmente durante los primeros tres años de la compañía. Para cubrir la creciente demanda de mecanizado complejo en cinco ejes, 5th Axis adquirió una nueva máquina de cinco ejes de alto desempeño para acompañar su máquina original Haas. Sin embargo, durante la programación, la compañía notó las deficiencias de su software CAM principal. Además de las colisiones de mecanizado inesperadas, la compañía no pudo utilizar por completo la velocidad, capacidades y potencial de su nueva máquina de alta tecnología. Allí fue cuando Grangetto y Taylor decidieron ensayar con el Hypermill.

De acuerdo con Taylor, hicieron una demostración del Hypermill con una pieza complicada de cinco ejes. Quedaron muy impresionados por las eficientes trayectorias de herramienta, la posibilidad de evitar las colisiones y por la forma en que el software se integra completamente con SolidWorks. “La demostración valió la pena y desde entonces estamos usando de forma exitosa el Hypermill” indica.   

Con el software Hypermill en uso, la compañía empezó a comprar más equipos de alta tecnología. Las nuevas máquinas incluían fresas Mikron HSM 400Us, Hermle C 30 Us, Grob G35 y un par de centros de mecanizado horizontal Okuma MB-5000H. 5th Axis aprovecha sus centros de mecanizado de cinco ejes y alta velocidad programados con Hypermill para fabricar una amplia gama de piezas de precisión, como los rodetes para turbinas que no pueden fabricarse de forma eficiente de otra manera. Este software de máquina proporciona, a la vez, beneficios de precisión en las piezas y ahorro de tiempo.

Por ejemplo, el mecanizado de cinco ejes mejora realmente la precisión de la pieza al eliminar los errores de alineamiento que se introducen en el mecanizado estándar cuando se retira la pieza y se vuelve a fijar en otra orientación. También es extremadamente eficiente en tiempo, ya que la mayor parte de todo el trabajo se lleva a cabo en una única operación de montaje, sin retrasos, mientras se espera a que un operario desmonte y reposicione la pieza.

El software también proporciona beneficios en ahorro de tiempo al permitirle a Jesse Norton, director de manufactura y programador senior, simular no sólo la pieza en el dispositivo sino la herramienta, el portaherramientas, el husillo y hasta la cubierta completa de la máquina.

De acuerdo con Alan Levine, director general de la subsidiaria de Open Mind en Estados Unidos (en Needham, Massachusetts) el Hypermill monitorea con seguridad el conjunto de herramientas de corte, portaherramientas, husillo, pieza de trabajo y accesorios para proporcionar una trayectoria de herramienta libre de colisiones. El sistema de prevención de colisiones también se incluye, cuando es posible, en el cálculo de la trayectoria de herramientas para aumentar aún más la seguridad. La simulación de máquina se utiliza como una comprobación final de los componentes de la máquina-herramienta, para asegurarse de que la máquina no colisione con ella misma. Norton concuerda con esto. Pasando a través de la trayectoria de la herramienta para verla eliminando el material y verificando que despeja la máquina sin ningún tipo de colisiones, genera un valioso ahorro de tiempo. “No tengo que salir a la planta de producción y cerciorarme dentro de la máquina, con todo el refrigerante fluyendo, para comprobar las separaciones”, comenta.

Otro de los beneficios de la solución CAM es el módulo de mecanizado de desbaste Hypermill Maxx Machining, diseñado para crear trayectorias de herramienta para desbaste de alta eficiencia gracias al control cuidadoso de la eliminación de material y al uso de movimiento suave de trayectoria trocoidal donde sea posible. Las trayectorias de herramienta trocoidales permiten una mayor velocidad de avance sin sobrecargar la herramienta o generar un desgaste prematuro de la misma, ya que toman “mordiscos” del material de forma suave y gradual, indica Levine. Estas trayectorias permiten velocidades de alimentación que se fijan para las mejores condiciones de corte, en lugar de hacerlo para las condiciones más retadoras, como en condiciones de esquina. Mediante el control de la cantidad de volumen o el ángulo de incidencia de la herramienta, se puede realizar el corte de esquinas. El módulo de desbaste Maxx Machining extiende la vida útil de la herramienta, mientras reduce el tiempo de mecanizado entre 30 y 75 por ciento, manteniendo una carga de viruta constante, según Levine. 5th Axis puede usar el Hypermill Maxx Machining en materiales que van desde aluminio hasta materiales duros como el Inconel, ya que sus máquinas de alta velocidad son lo suficientemente rápidas para mantenerse al día con el movimiento de trayectoria rápida que se genera. “La conclusión es que el uso de Hypermill Maxx Machining genera trayectorias de herramienta súper-eficientes y rápidas”, indica Norton.

Taylor afirma que el apoyo de Open Mind es una de las cosas que diferencia a la compañía de otros proveedores de software CAM. De hecho, la compañía asume con completa propiedad el desarrollo del posprocesador. “Eso es un tema complejo”, indica él. “Especialmente con mecanizado de cinco ejes, donde un posprocesamiento de precisión se hace extremadamente crítico para evitar accidentes. La máquina hace exactamente lo que se simula en la pantalla de la computadora”.

Open Mind utiliza expertos internos para el desarrollo posprocesadores, lo cual se considera como la tecnología central de la compañía. Los posprocesadores personalizados tienen parámetros configurables que les permiten a los usuarios controlar sus entornos particulares. Esto significa que la matemática principal y la estructura básica del posprocesamiento son creadas y bloqueadas por Open Mind, pero 5th Axis puede cambiar ciertos parámetros que influyen la porción bloqueada.

Según Levine, “algunas compañías le ofrecen al cliente un conjunto de herramientas y la capacidad de construir su propio posprocesador, pero su personal no está allí para escribir posprocesadores, está allí para cortar metal. Además, escribir todo el posprocesador es demasiado para el fabricante de equipo original que tiene que garantizar la compatibilidad con varios productos de software CAM. Un enfoque alternativo es no darle al cliente el control, pero entonces se tendría que llamar al proveedor de servicios para realizar cambios personalizados. Nuestra combinación de cerrado y abierto no es común del todo, y creemos que les ofrece a los clientes lo mejor de las dos alternativas”.

Las trayectorias de las herramientas de alta calidad, la avanzada habilidad del software CAM, el soporte del posprocesador y el soporte técnico especializado a 5th Axis le brindan la confianza para asumir trabajos cada vez más exigentes, que requieren piezas de programación compleja, dice Taylor. “Con la ayuda de Open Mind, nunca desperdiciamos dinero quedándonos atascados en un trabajo. Su contribución ha sido una parte muy importante del crecimiento de nuestro negocio”.