El fabricante de herramientas de moldes de inyección ahorra tiempo, mejora la calidad y elimina errores

Piense a lo grande en el moldeo de plásticos

Desde juguetes a maquinaria de oficina, de productos domésticos a packaging y automóviles, hay ciertos productos de uso diario que no están fabricados, al menos en parte, con materiales sintéticos. Josef Haidlmair vio el potencial de esta tecnología y comenzó a utilizar la electroerosión por hilo (EDM) en 1979 con el objetivo de desarrollar moldes para fabricar piezas de plástico.

Actualmente, Haidlmair GmbH es el proveedor líder de herramientas de moldeo por inyección, sobre todo para la producción de piezas más grandes y complejas para productos como la rejilla del radiador del coche o los paneles del lavavajillas. Lo que ha hecho que Haidlmair se convierta en un grupo de empresas con más de 450 empleados y casi 60 millones de euros de facturación anual es la reputación de la empresa por fabricar moldes de alto rendimiento utilizados para producir cajas y contenedores.

Por ejemplo, las cinco piezas de las piezas plegables están producidas con una única «inyección» de plástico. Los moldes para las cajas de botellas están diseñadas para posibilitar el uso de un material más blando para las áreas de sujeción de las mismas, así como para el etiquetado en el molde. Esto se añade al atractivo de las cajas al tiempo que hace que los productos sean más fáciles de transportar.

El proceso de diseño que utiliza Haidlmair permite que los moldes sean compactos y elimina la mayor parte del peso de las piezas móviles, reduciendo así el peso total del producto. Esto es una gran ventaja en los moldes cuando se trata de productos grandes como contenedores de basura.

Uno de los primeros en adoptar la tecnología de modelado 3D

Anteriormente, los usuarios proporcionaban a Haidlmair un plano de las piezas que necesitaban moldear. Parte del éxito de Haidlmair puede atribuirse a una adopción temprana del diseño asistido por ordenador (CAD) con tecnología de modelado 3D, usando software de NX™, un sistema integral de CAD, ingeniería asistida por ordenador (CAE) y fabricación asistida por ordenador (CAD) de Siemens Digital Industries Software.

«Nuestro trabajo con NX empieza cuando el cliente nos proporciona la información de las piezas que necesita, normalmente en forma de modelos 3D», dice Christian Riel, subdirector de operaciones, a cargo de la gestión del proceso. «A menudo las piezas requieren alguna modificación, como ajustar los ángulos de desmoldeo que no son útiles. Los problemas de este tipo, así como otras propiedades que se necesitan para un moldeo por inyección, se abordan durante las primeras fases del diseño de moldes».

Para este fin, los ingenieros de Haidlmair utilizan el Asistente para moldes de NX. En un proceso paso a paso, este complemento de NX ayuda a automatizar y optimizar el proceso de diseño de moldes. NX permite la importación de datos generales de archivos de diseño de terceros y ofrece funcionalidades de diseño de piezas. La automatización de tareas de diseño de moldes se impulsa con funcionalidades como la verificación de la capacidad de fabricación, herramientas de partición avanzada, creación automática de macho y cavidad, cálculo y ajuste de la contracción, tubos de refrigeración y creación automática de listas de materiales (BOM). También hay bibliotecas de componentes de moldes estándar, incluidas las bases de moldes, espigas de expulsión, mandos deslizantes y elevadores. «El trabajo de diseño para lo que normalmente son moldes complejos sería mucho más largo sin la ayuda de NX», comenta Riel. «Usar NX significa que nuestros ingenieros de diseño no tengan que invertir tiempo en diseñar manualmente cada detalle».

Los ingenieros de Haidlmair también han utilizado el software NX CAE para generar la malla que se ha empleado en los cálculos de flujos de molde. Recientemente, el uso de NX CAE se ha ampliado para incluir análisis estructurales para piezas, lo que ayuda a Haidlmair a asegurar que las asas o esquinas de las cajas y contenedores sean lo suficientemente fuertes como para soportar cargas imprevistas.

El corte de metal a alta velocidad utilizando potentes máquinas de 3 y 5 ejes de alta precisión y controladas numéricamente (CN) ha reemplazado, en parte, el uso de la electroerosión. Se utiliza NX CAM para programar estas máquinas complejas de CN. De igual manera, ofrece funcionalidades de simulación avanzada y verificación, así como fabricación basada en operaciones para la automatización de la programación CN.

Datos de un repositorio de toda la compañía

En 2008, Haidlmair empezó a usar el software de Teamcenter® de Siemens Digital Industries Software para los trabajos de PLM. «La colaboración entre nuestros ingenieros es posibles gracias al portfolio de Teamcenter, incluyendo la transferencia de BOM al sistema ERP (planificación de recursos empresariales) para aprovisionamiento», comenta Riel. «Nuestros ingenieros han experimentado los numerosos beneficios de encontrar datos (en lugar de buscarlos) usando Teamcenter. También han visto que el tiempo que dedicaban a cumplir tareas burocráticas se ha reducido gracias al proceso de aprobación del flujo de trabajo de Teamcenter, lo que para ellos es una gran ventaja. Por consiguiente, en 2013 Haidlmair empezó un proyecto para integrar completamente todas las oficinas de diseño de terceros asociadas y autónomos en el sistema de Teamcenter.»

«El uso de Teamcenter ha acelerado y simplificado de manera significativa el trabajo de todos los implicados, incluidos aquellos que llevan a cabo todo el procesamiento para portar programas a la máquina seleccionada para cada trabajo», dice Riel. «El acceso a los datos se realiza a través de un navegador. Esto significa que toda la información, incluidas las vistas 3D de todas las piezas y herramientas, está disponible para toda la empresa». El proceso se ha simplificado aun más gracias a un módulo complementario personalizable que permite el posprocesamiento directamente con Teamcenter.

En 2011, Haidlmair introdujo la gestión de herramientas de corte con la utilidad de gestión de recursos de mecanizado, que también se usa para unidades de maquinaria y herramientas de fijación así como plantillas. Esto ha reducido la gestión de herramientas, ya que las de corte se representan como componentes y como ensambles, incluidas las portaherramientas. Estas herramientas se incluyen a través de la visualización 3D para verificaciones con el fin de eliminar errores. «La mayor ventaja de la gestión de herramientas de corte con Teamcenter es que todas las propiedades son hereditarias, lo que facilita la combinación de las mismas», señala Riel.

Aumento de la eficiencia del proceso con la Biblioteca de recursos de fabricación y Geolus

A pesar de que Haidlmair ha estado utilizando software de control numérico directo (CND) de terceros para distribuir los programas en las máquinas, los ingenieros de la empresa han empezado a implementar el software CAM en la planta de producción para permitir a los operadores ejecutar la programación de 2,5 ejes para cajeras sin recurrir a la interfaz de programación de la máquina. Esto mejora aun más la consistencia de los datos y elimina las interfaces y las posibles imprecisiones.

De forma paralela a este desarrollo, Haidlmair dejó de usar la biblioteca de máquinas herramienta al implementar la Biblioteca de recursos de fabricación (MRL) de Siemens Digital Industries Software. La MRL ayuda a los usuarios de NX CAM a buscar, seleccionar y recuperar herramientas para utilizarlas en programación CNC desde la interfaz de usuario NX sin tener que utilizar las funcionalidades de Teamcenter.

«La eficiencia del proceso de localización de la herramienta adecuada es mucho mejor de lo esperado porque NX admite encontrar herramientas con desviaciones del 10 % con respecto a su tamaño nominal», dice Stefan Pendl, administrador de sistemas CAx (tecnologías asistidas por ordenador). Convencido de que estos potentes mecanismos de búsqueda pueden aumentar de manera significativa la eficiencia, Haidlmair también ha adquirido una licencia del software Geolus®, de Siemens Digital Industries Software, para la evaluación. La funcionalidad del software para buscar geometrías similares a la que se introduce ayuda a identificar piezas diseñadas con anterioridad. Esto no solo reduce el tiempo de diseño sino también los esfuerzos de programación de máquinas.

El poder de la integración

«NX y Teamcenter ofrecen un entorno de software potente e integrado en toda la compañía con funcionalidades de última tecnología que son relativamente fáciles de implementar, incluso en una empresa tan compleja como Haidlmair», indica Riel. «Las funcionalidades del visualizador también están disponibles para aquellos que no son usuarios del software CAx. El uso de información coherente y el soporte automático inteligente (desde el diseño de la pieza hasta la programación y la manipulación de herramientas en la máquina) nos ayudan a incrementar la productividad a la vez que se mejoran la calidad y la estabilidad del proceso».