ANDREAS STIHL AG & Co. KG | Waiblingen (Baden-Württemberg), Alemania

Con hyperMILL® y la función BEST FIT, STIHL acelera la fabricación de prototipos

Desde hace dos años, la producción CNC en el departamento de fabricación de piezas de prueba de STIHL utiliza el sistema CAD/CAM hyperMILL® de OPEN MIND. El efecto: una mayor eficiencia. Además de la rápida programación de los centros de mecanizado de 5 ejes, el módulo hyperMILL® VIRTUAL Machining contribuye a ello con la función BEST FIT. Ésta hace que la alineación de los componentes sea un «juego de niños» y garantiza un proceso de fresado preciso.

Motosierras STIHL. No hay trabajador forestal que no conozca estas herramientas con su característico color naranja. La empresa familiar de Waiblingen es líder mundial en el mercado de las motosierras desde 1971, pero tiene mucho más que ofrecer: numerosas herramientas para serrar y cortar, segar y plantar, y limpiar y ordenar.
La motivación de la empresa es —como se puede leer en la página de inicio— «facilitar a las personas el trabajo con y en la naturaleza». Se cultiva una sólida cultura de la innovación para crear valor añadido para los clientes con nuevas tecnologías. Por ello, el centro de competencia y desarrollo de la sede central de Waiblingen, donde más de 700 desarrolladores trabajan juntos de manera interdisciplinar, es de gran importancia.

Aquí también se encuentra el servicio de piezas de prueba, en el área de protección de sistemas, que trabaja con los desarrolladores y diseñadores. En el grupo de «Fabricación aditiva y CNC» se fabrican prototipos, series pequeñas y primeros modelos. El jefe del grupo, Boris Matuschka, describe así el campo de actividad: «Fabricamos las piezas y componentes creados virtualmente por el departamento de Diseño y Desarrollo a partir de aluminio, magnesio, acero, latón y plástico. Éstos se utilizan para probar nuestros nuevos productos. Para nuestro equipo, esto significa que tenemos que ser muy flexibles y capaces de reaccionar con presteza para mantener el tiempo de comercialización lo más corto posible».

Si es posible, los componentes se mecanizan con arranque de viruta. Para el fresado se dispone de equipos de última generación, como dos centros de mecanizado simultáneo de 5 ejes y tres fresadoras de 3+2 ejes. «Para los componentes que son difíciles de fabricar mediante fresado, utilizamos, entre otras cosas, una máquina de fusión por chorro para la fabricación aditiva que puede procesar diversos polvos metálicos», explica Boris Matuschka. «Estas piezas fabricadas de forma aditiva suelen requerir un mecanizado por arranque de viruta para garantizar las dimensiones funcionales y los acabados de superficie requeridos».

«La inversión en hyperMILL® ha merecido la pena. La eficiencia de la programación ha aumentado y hemos podido conseguir una utilización de la máquina significativamente mayor. Por ello, estamos ampliando el uso de este software a otras máquinas.»

Boris Matuschka, jefe de grupo de fabricación aditiva y CNC para la fabricación de piezas de prueba de STIHL

 

No más cuellos de botella en la programación NC

El mecanizado de 5 ejes para la fabricación de pequeñas series y prototipos representa una tecnología ideal, ya que por lo general puede dar lugar a un componente acabado en una sola sujeción. El requisito básico para ello es un programa de NC factible y con un proceso seguro. «Para nosotros, esto era un cuello de botella», dice el jefe de grupo, Matuschka. «La programación con el sistema anterior requería más tiempo, lo que obligaba a recurrir a proveedores de servicios externos cuando había exceso de capacidad».

La solución ofrecida para STIHL fue: «O bien pasamos el exceso de capacidad a proveedores de servicios externos o garantizamos una mayor eficiencia y, por tanto, un mayor rendimiento de las piezas en nuestra producción, con un nuevo sistema CAM». Se tomó la decisión de optar por un nuevo sistema y el equipo responsable se puso a buscar la solución óptima de CAD/CAM. Cuatro sistemas entraron en la preselección y dos de ellos en la fase de pruebas exhaustivas. «Acordamos una fase de pruebas con los proveedores en la que pudimos conocer los dos sistemas en condiciones reales y probarlos con nuestras piezas», describe Boris Matuschka. «Durante este tiempo, también adquirimos nuestra primera experiencia con el servicio de los respectivos proveedores».

En este aspecto, el socio posteriormente elegido, OPEN MIND Technologies AG, de Wessling, acumuló puntos positivos, como explica Benjamin Gruber, técnico y programador, mediante un ejemplo: «El sistema CAM hyperMILL® ofrece una función extremadamente innovadora de “Autoindexación” para el mecanizado de 5 ejes. Esta permite programar y fresar en una única operación áreas para cuyo mecanizado sean necesarias varias aproximaciones de la herramienta. También queríamos utilizar esta función para nuestras máquinas de 3+2 ejes. OPEN MIND estuvo abierta a nuestra petición y desarrolló una solución adecuada».

hyperMILL®: éxito en el estudio comparativo

La decisión final a favor de hyperMILL® se tomó sobre la base de la experiencia adquirida en la fase de prueba y de un estudio comparativo llevado a cabo con una pieza de referencia exigente. Para ello, STIHL pidió a los dos proveedores de CAM que proporcionaran un programador especializado en el software respectivo para que se encargara de la programación de CAM. «Queríamos hacer una comparación neutral, e independiente de lo que habíamos aprendido hasta el momento, para extraer el máximo de ambos programas de CAM», explica Benjamin Gruber.
Steffen Völker, director técnico de cuentas clave y especialista en aplicaciones para la fabricación de moldes y prototipos, se encargó de esta tarea para OPEN MIND. La tarea consistía en fresar un componente del cárter que posee muchas áreas que se deben fresar de forma simultánea o indexada. Otra dificultad eran las acanaladuras estrechas, que se deben mecanizar con herramientas pequeñas. Con hyperMILL®, Steffen Völker redujo el tiempo de programación y el de mecanizado de la máquina, por lo que STIHL se decidió finalmente por hyperMILL®.

benjamin gruber (stihl) | steffen völker (open mind) – Benjamin Gruber (derecha) agradece el apoyo de Steffen Völker, el especialista en aplicaciones de OPEN MIND para la fabricación de prototipos.

Benjamin Gruber (derecha) agradece el apoyo de Steffen Völker, el especialista en aplicaciones de OPEN MIND para la fabricación de prototipos.

Benjamin Gruber alabó la facilidad de uso del sistema. Tras dos semanas de formación básica, ya estaba lo suficientemente familiarizado con el software como para que la programación de las piezas de 5 ejes dejara de ser un problema: «hyperMILL® ofrece una gran variedad de funciones de 5 ejes que se pueden programar en gran medida de forma automática. Esto se hace con gran rapidez y supone un gran punto fuerte de este sistema CAM».

Solución coherente: del CAD a la máquina

El paquete completo de OPEN MIND es otra de las ventajas decisivas que cita. Hasta ese momento, la fabricación de piezas de prueba de STIHL necesitaba diferentes soluciones de software para dar respuesta a las necesidades del mecanizado moderno. «Habíamos creado toda una infraestructura de sistemas alrededor del sistema de programación, con un sistema de simulación adicional, una base de datos de herramientas, etc.», describe el técnico. «Teníamos que manejar varios sistemas para llegar a donde queríamos. Ahora, hyperMILL® lo ofrece todo en uno».

Dentro del software de CAD/CAM hyperMILL®, el módulo VIRTUAL6nbsp;Machining es, principalmente, el que lo diferencia de otros sistemas. En cierto sentido, es la piedra angular de la generación y la simulación de código NC, así como de diversas funciones. El especialista en aplicaciones de OPEN MIND, Steffen Völker, lo explica: «Como desarrollamos nuestro software nosotros mismos, hemos podido centrarnos en una solución buena y coherente. Esto también incluye la simulación precisa del código NC, que tiene todos los datos relevantes para el proceso de hyperMILL® a su disposición y garantiza la máxima fiabilidad del proceso».

Alineamiento inteligente de las piezas

Völker destaca la función BEST FIT, disponible como complemento para hyperMILL® VIRTUAL Machining : «La sencilla alineación de los componentes de fabricación aditiva es especialmente importante para STIHL. Con hyperMILL® BEST FIT, ofrecemos una función innovadora que reduce significativamente el costoso tiempo de alineación de los componentes en la máquina».

Benjamin Gruber describe cómo era antes: «Hasta ahora, adaptábamos la pieza y la fijación en la máquina a las características del programa de NC. Eso significa que alineábamos manualmente el componente con medidor. Este proceso tenía que repetirse hasta que se podía registrar la alineación con la mayor precisión posible».

benjamin gruber, boris matuschka (stihl) – Boris Matuschka (derecha) y Benjamin Gruber están de acuerdo: «Con nuestro nuevo sistema de CAM <em>hyper</em>MILL<sup>®</sup>, hemos logrado una utilización de la máquina significativamente mayor».

Boris Matuschka (derecha) y Benjamin Gruber están de acuerdo: «Con nuestro nuevo sistema de CAM hyperMILL®, hemos logrado una utilización de la máquina significativamente mayor».

Con hyperMILL® BEST FIT, la alineación en tiempo real tiene lugar directamente en CAM. «Realizamos una medición 3D del componente no alineado en la máquina y reproducimos de nuevo los puntos de medición en el sistema CAM», explica Benjamin Gruber. «Todo lo demás lo hace el software». Éste adapta el código NC a la posición medida del componente y desplaza virtualmente las trayectorias de herramienta a dicho componente. El código NC adaptado se simula entonces en la máquina virtual y se optimiza automáticamente. Para garantizar un mecanizado seguro y exacto, el configurador de la máquina vuelve a actuar llevando a cabo una medición de verificación que comprueba en el sistema CAM si la alineación está dentro de la tolerancia predefinida. A continuación se puede iniciar el mecanizado.

Gruber, especialista en fresado y programación, lo confirma: «Para nosotros, esto supone una enorme ganancia de tiempo. Además, gracias a la medición de verificación podemos estar seguros de que el mecanizado se lleva a cabo sin colisiones y de que al final obtenemos el resultado de fresado deseado».

Ideal para el repaso de componentes 3D impresos

BEST FIT es especialmente útil para los componentes fabricados de forma aditiva. Estos se suelen repasar con vistas a su posterior procesamiento, repaso que tiene lugar en la máquina de 5 ejes. Debido a las complejas geometrías de los componentes, con muchas superficies de forma libre, el palpado en la máquina suele ser difícil. Antes se introducían de forma constructiva una serie de características específicas que podían ser palpadas. «Ahora podemos sujetar sin más el componente impreso en la máquina, iniciar el proceso de medición y dejar que el repaso se lleve a cabo sin riesgos», explica Benjamin Gruber.

«Otro de los puntos fuertes de hyperMILL®, de gran importancia para la eficiencia en la fabricación de piezas, es la opción de convertir fácilmente programas de 5 ejes en programas de 3+2 ejes. Esto implica que, de ser necesario, se pueden trasladar programas de las máquinas de 5 ejes a las de 3+2 ejes, evitando así los tiempos de inactividad de las máquinas», subraya Boris Matuschka.

www.stihl.es

5-axis machining center | stihl – El área «Fabricación aditiva y CNC» de la fabricación de piezas de prueba en STIHL cuenta con equipos de última generación: a la derecha, en la imagen, un centro de mecanizado de 5&nbsp;ejes y, a la izquierda, una estación de programación CAM portátil con el software <em>hyper</em>MILL<sup>®</sup> de OPEN&nbsp;MIND.

El área «Fabricación aditiva y CNC» de la fabricación de piezas de prueba en STIHL cuenta con equipos de última generación: a la derecha, en la imagen, un centro de mecanizado de 5 ejes y, a la izquierda, una estación de programación CAM portátil con el software hyperMILL® de OPEN MIND.


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