¿Cómo mejorar la calidad superficial de los moldes de automóviles?

Jun 07, 2023

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Renishaw, que celebra su 50.º aniversario, asistirá a la EMO Hannover 2023 para mostrar nuevos productos que mejoran la precisión y la repetibilidad del rendimiento de fabricación. Uno de los aspectos más destacados es el sistema de ajuste de herramientas sin contacto NC4+ Blue.

La industria del plástico experimentó un gran crecimiento después de que se introdujera una ola de nuevos polímeros sintéticos alrededor de la década de 1950. La industria automotriz se benefició rápidamente del auge de estos nuevos tipos de plástico. Aunque los plásticos ahora se utilizan ampliamente en la producción de vehículos, hasta ese momento, los automóviles tradicionalmente se fabricaban casi en su totalidad de metal. Además del menor costo, otros beneficios clave del uso del plástico en la ingeniería automotriz incluyen sus propiedades de ligereza, durabilidad y resistencia al impacto. A principios de la década de 2000, muchos componentes automotrices que antes eran metálicos podían reemplazarse con polímeros de alto rendimiento de manera muy efectiva. Esto redujo significativamente el peso de los componentes de un automóvil promedio y condujo a un cambio radical en la eficiencia del combustible.

Como resultado, el moldeo por inyección es ahora un método líder para fabricar piezas de automóviles de plástico sólido. Los moldes de alto valor involucrados son costosos de fabricar, pero permiten la producción en masa de componentes de vehículos complejos y de alta calidad en un solo ciclo de producción.

A medida que los vehículos eléctricos (EV) se generalicen cada vez más, la electrificación del sistema de propulsión presentará varios desafíos clave para la cadena de suministro automotriz. Ahora, más que nunca, los diseñadores de vehículos eléctricos buscan una mayor autonomía a través de la eficiencia del motor y la eficacia de la batería. Como resultado, los requisitos de calidad y aligeramiento de los componentes de automoción nunca han sido más importantes.

Las tecnologías de vehículos eléctricos seguirán definiéndose y perfeccionándose durante los próximos cinco a diez años, lo que significa que las demandas sobre la industria de herramientas de moldeo serán significativas. A medida que los diseños de los vehículos eléctricos evolucionen, los componentes automotrices requerirán modificaciones y refinamientos continuos. Para producir nuevos moldes de la más alta calidad, fabricados correctamente a la primera y con un acabado posterior mínimo, se requiere una fabricación rápida, flexible y resistente.

El diseño y la fabricación de moldes de precisión son fundamentales para la seguridad y el rendimiento de las piezas de automóvil que se producen. La calidad de la superficie de una herramienta de molde, por ejemplo, es clave para producir componentes moldeados para vehículos que puedan alcanzar los exigentes estándares requeridos por la industria automotriz. Puede afectar directamente la funcionalidad, la calidad, el desmoldeo, la resistencia al desgaste y la apariencia de la superficie de la pieza moldeada. Hoy en día, es esencial utilizar tecnologías de fabricación avanzadas para producir estos moldes para automóviles.

Inspección 3D

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Durante más de 50 años, la empresa global de tecnologías de ingeniería Renishaw ha trabajado estrechamente con sus clientes de automoción para resolver desafíos clave de fabricación. La empresa es mejor conocida por el diseño, desarrollo y entrega de soluciones de control de procesos y medición de precisión para fabricantes. Sus productos se han utilizado en la industria manufacturera y sus alrededores desde la década de 1970, particularmente para máquinas herramienta CNC y control de calidad.

La gama de ajustadores de herramientas sin contacto de Renishaw, por ejemplo, proporciona medición de herramientas y detección de herramientas rotas líder en la industria. Descubramos cómo esta empresa, que también es un fabricante de precisión por derecho propio, respalda las aplicaciones de moldes y matrices para la industria automotriz.

Las molduras de automóviles pueden ser piezas complejas de varias partes con superficies de forma libre. Para aplicaciones de moldes y matrices, donde se utilizan múltiples tipos de herramientas de corte para mecanizar la superficie de una sola pieza de trabajo, la precisión entre herramientas es vital. Al cambiar entre herramientas de corte, la longitud de estas herramientas debe ajustarse con precisión para evitar la creación de un "escalón" en la superficie del molde. Tal imperfección se reproduciría en cada componente posterior fabricado con ese molde y podría comprometer el rendimiento de la pieza.

En el mecanizado CNC, los errores en la longitud de la herramienta de corte pueden causar imprecisiones que dan como resultado que las características mecanizadas no cumplan con las tolerancias requeridas. La gama de sistemas de ajuste de herramientas de Renishaw proporciona una medición de herramientas de corte de alta precisión y alta velocidad. Su sistema de ajuste de herramientas sin contacto NC4+ Blue, por ejemplo, cuenta con tecnología láser azul de alta precisión para una medición confiable de las herramientas de corte. Para garantizar aún más la coherencia de los resultados, también proporciona un "golpe de aire" integrado para la eliminación rápida y eficiente de los restos de mecanizado y el refrigerante de la herramienta de corte antes de la medición. Las herramientas de corte colocadas con precisión producen superficies lisas, no escalones.

Para determinar la precisión de la medición de longitud entre herramientas proporcionada por el sistema NC4+ Blue, Renishaw utiliza una prueba de corte basada en la norma ISO (ISO 230-10 8.2.8.1.3). Cuando se probó en una máquina herramienta CNC de 5 ejes Makino D200Z, se encontró que la precisión entre herramientas del sistema de ajuste de herramientas NC4+ Blue era tan baja como dos micrones.

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Un acabado superficial óptimo requiere herramientas y mecanizado precisos para garantizar el rendimiento y un resultado de alta calidad. El mecanizado con una herramienta de corte desconchada es otro escenario que podría afectar la calidad de la superficie de una herramienta de molde. Un acabado superficial deficiente puede afectar la facilidad con la que una pieza se libera del molde. Las piezas de silicona o nailon, por ejemplo, podrían atascarse. Las superficies de mala calidad también pueden impedir el flujo de material hacia el molde, lo que podría significar que se necesita un acabado adicional, lo que aumentaría el tiempo total que lleva producir la pieza moldeada.

El defecto de la herramienta de corte puede ser de sólo decenas de micrones, pero aun así produce imperfecciones notables en una superficie mecanizada. El ajustador de herramientas NC4+ Blue sin contacto puede medir la longitud y el diámetro de la herramienta de corte y comprobar si hay herramientas de corte rotas. Puede medir características de herramientas muy pequeñas para una excelente precisión entre herramientas y ocupa poco espacio dentro de la máquina, lo que minimiza el espacio que ocupa en la bancada de la máquina.

El sistema NC4+ Blue también ofrece un impresionante conjunto de ciclos de software, que pueden utilizarse para detectar incluso los defectos más pequeños en las herramientas de corte. Esto puede ayudar a los fabricantes a garantizar un acabado superficial de alta calidad de sus moldes. Estos ciclos de software fáciles de usar proporcionan una forma intuitiva de medir una amplia gama de imperfecciones de las herramientas de corte que, si no se abordan, podrían provocar un acabado superficial deficiente. Los ciclos suministrados incluyen calibración del sistema, medición de herramientas de corte dentro y fuera del centro, medición del radio de las esquinas de la herramienta de corte y medición de la deriva térmica de la máquina. Las herramientas de corte también se pueden verificar en busca de condiciones rotas o "sacadas" y bordes de corte dañados o faltantes en el radio de la herramienta o en los perfiles lineales.

El sistema de medición de herramientas NC4+ Blue puede realizar comprobaciones de alta velocidad que determinan si las herramientas de corte están dañadas, rotas o les faltan insertos o rebabas. También puede escanear el borde de la herramienta de corte para detectar virutas de hasta 30 micrones en las ranuras de la herramienta. No solo eso, sino que el sistema también puede medir herramientas de corte fabricadas con una amplia gama de materiales diferentes y aquellas que utilizan refrigerante a través de la herramienta.

Cuando tenga confianza en el estado de sus herramientas de corte, podrá mecanizar herramientas de moldes para automóviles complejas y de alto valor, correctamente a la primera, con poco o ningún mecanizado posterior. El sistema de ajuste de herramientas NC4+ Blue de Renishaw puede darle esa confianza.

La gama de soluciones de medición de herramientas sin contacto de Renishaw puede ayudar a automatizar (y reducir la complejidad) las actividades previas de ajuste manual de herramientas. Esto significa que no necesita décadas de experiencia en fabricación tradicional para configurar sus herramientas de corte con precisión y producir herramientas de moldeo de alta calidad con superficies lisas.

Una gama de opciones de programación fáciles de usar se suman a la facilidad de uso del posicionador de herramientas sin contacto NC4+ Blue, eliminando la necesidad de un conocimiento amplio de los códigos G. Con la aplicación para teléfonos inteligentes Go-Probe de Renishaw, por ejemplo, puede crear rutinas de ajuste de herramientas con solo unos pocos toques. Simplemente seleccione el ciclo requerido e ingrese sus datos para recibir un comando de una sola línea y luego ingréselo en el controlador CNC.

Además de las opciones de sistemas de reglaje de herramientas sin contacto, fijos y separados, Renishaw también ofrece soluciones personalizadas para adaptarse a aplicaciones específicas. Con una variedad de tamaños, configuraciones de montaje y sistemas de sondeo integrados adicionales, el posicionador de herramientas sin contacto NC4+ Blue es ideal para casi cualquier aplicación.

El 4 de abril de 2023, Renishaw celebró su 50.º aniversario. Durante las últimas cinco décadas, la compañía ha diseñado numerosas innovaciones de fabricación revolucionarias, que han tenido un impacto significativo en el negocio de fabricar cosas y transformar la capacidad de fabricación global.

Para mostrar su amplia gama de tecnologías para una fabricación más productiva y sostenible, Renishaw asistirá a la EMO Hannover 2023 en Alemania del 18 al 23 de septiembre. Los expertos de Renishaw dan la bienvenida a los visitantes en el stand B32 del pabellón 6, donde su equipo mostrará una gama de nuevos productos que ofrecen mayor precisión y repetibilidad en el rendimiento, incluida una nueva línea de productos para la automatización industrial y Renishaw Central, su nueva fabricación inteligente. plataforma de datos.

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