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Reducir los costos relacionados con la matriz: dónde mirar para ahorrar dinero

Número Navegar:20     Autor:Editor del Sitio     publicar Tiempo: 2018-10-23      Origen:motorizado Su mensaje

  Las demandas de herramientas más baratas, mejores y más rápidas para los estampados y el ritmo de los negocios continúan aumentando. Esta tendencia no va a revertirse.

  Lo quiero mas barato. Lo quiero mejor. Lo quiero más rápido, preferiblemente ayer. El ritmo de los negocios en la industria de la estampación de metales sigue aumentando. Y la tendencia no va a revertirse. Equilibrar los costos contra la calidad y el tiempo puede ser un verdadero desafío. Agregue a eso las presiones de la competencia global, y la tarea se vuelve aún más difícil.

Troquelado (1)

  La herramienta necesaria para producir un estampado es una parte importante de la ecuación. Los requisitos de producción anual deben dictar el tipo y la calidad de las herramientas que se utilizarán para producir un estampado particular. Las decisiones sobre cuándo comprometerse entre el costo y la calidad tienen un gran impacto sobre si un sello recibe el trabajo y, más importante aún, si el trabajo es rentable.

  Los requisitos de volumen varían de una industria a otra. Sin embargo, cada uno tiene lo que se clasifica como cantidades de volumen bajo, medio y alto. Las herramientas deben producirse de manera diferente para cada una de estas categorías si un estampador debe ser competitivo en la economía global de hoy. En los términos más simples, cuanto mayor sea el volumen, mayor será la calidad de las herramientas.

  Compromisos de pesaje

  Para los propósitos de este artículo, la calidad de la herramienta se refiere a cómo se diseña y se construye un dado. ¿Qué tipo de características tendrá el troquel que facilite el ajuste y el servicio de las herramientas y las agregue a la vida útil del troquel? Los costos combinados de las herramientas inicialmente y los costos a veces ocultos que implica mantener el troquel una vez que comienza la producción determinan si un trabajo es rentable.

  Cuando el volumen de producción es alto, las decisiones sobre las características del troquel son relativamente simples. Debido a que el troquel pasará mucho tiempo en la prensa, puede producirse un tiempo de inactividad costoso si el herramental no se puede mantener fácilmente. Un dado debe diseñarse de modo que pueda ser reparado tan fácilmente como sea posible en tales aplicaciones. El reembolso supera con creces el mayor costo inicial de herramientas.

  Sin embargo, para volúmenes de producción medios o medios bajos, todas las decisiones requieren que se hagan compromisos. Todas las características de diseño y construcción en un troquel tienen costos asociados cuando se construyen inicialmente. Sin embargo, un dado que carece de tales características puede ocasionar costos adicionales durante la producción.

  Cuando busque formas de ahorrar dinero en herramientas utilizadas para estampado de menor volumen, es mejor comenzar con la opción más simple: mirar el tipo de acero y el tamaño del bloque de troquel. Deben considerarse formas menos costosas de construir una herramienta, pero deben evitarse los atajos que costarán más dinero a largo plazo.

  Cuando se trata de alcanzar un compromiso entre objetivos en competencia para una herramienta de estampado, es necesaria una evaluación honesta de la operación de estampado. ¿Cuál es la calidad de la prensa y los alimentadores? ¿Cuáles son los niveles de habilidad de la gente de configuración, operadores de prensa y fabricantes de herramientas internos? Si la confianza en estas personas clave es alta, es probable que ocurran menos errores durante la producción. Como resultado, los riesgos asociados con posibles problemas de mantenimiento serán menores, incluso si se realizan compromisos durante la construcción del utillaje.

Materiales de matriz

  Los materiales utilizados en la construcción del troquel proporcionan un área en la que se pueden realizar ahorros de costos. Sin embargo, no es aconsejable tratar de ahorrar dinero utilizando una herramienta de acero de bajo precio que carece de trazabilidad. Puede haber contaminantes o vacíos que pueden causar problemas graves durante el proceso de tratamiento térmico. Estas tensiones podrían hacer que un bloque se agriete prematuramente en cualquier momento, incluso durante el esmerilado final o mientras el bloque se encuentra en proceso de mecanizado por descarga eléctrica (EDM).

  Es mejor utilizar calidades menos costosas de aceros para herramientas de calidad. D-2 podría usarse en lugar de aceros metálicos en polvo, por ejemplo, o A-2 podría usarse en lugar de D-2. Revisar las opciones de materiales para todos los componentes del troquel puede generar ahorros.

  El grosor de los materiales que se utilizan en la construcción del troquel es la siguiente área lógica para investigar el ahorro de costos. Una regla de oro siempre ha sido usar bloques de troquel de 1.5 pulgadas de espesor cuando se estampa material de hasta 0.125 pulgadas de espesor. Sin embargo, en muchas aplicaciones, los bloques de troqueles de 1,25 pulg. O incluso de 1 pulg. Funcionarán igual de bien, y se ahorrarán costos en los gastos de acero para herramientas, mecanizado y electroerosión por hilo. Reducir los espesores del extractor y el punzón puede generar ahorros adicionales.

  Para usar un bloque de troquel de 1 pulgada de grosor para cubrir material más grueso, se deben hacer elecciones. Si se necesitan pernos de media pulgada para la resistencia, queda muy poco espacio para la vida útil o la resistencia del bloqueo. Una opción es usar tornillos más pequeños pero agregar más de ellos al diseño. Otras alternativas incluyen reducir la dureza Rockwell del acero para herramientas en un punto o dos para darle más resistencia o cambiar a un grado de acero para herramientas más resistente a los golpes.

  Sin embargo, los aceros más delgados pueden crear secciones más débiles al recortar y formar áreas de la herramienta, lo que puede hacer que sea demasiado arriesgado reducir el grosor.

  Los mismos problemas se encuentran en la mitad superior del dado. Una preocupación adicional es la cantidad de espacio necesario para los resortes. Si estos resortes se comprimen más allá del nivel especificado por el fabricante para una expectativa de vida nominal promedio particular, su tasa de falla aumenta rápidamente. Si los volúmenes de producción son lo suficientemente bajos, esto puede no ser un problema. Para volúmenes de producción más altos, la elección es entre un costo inicial de herramientas más bajo y el gasto asociado con el reemplazo frecuente de muelles y el tiempo de inactividad relacionado.

  Otra área en la que buscar ahorros de costos es el tamaño de los componentes utilizados en la construcción de troqueles. Las herramientas se pueden construir utilizando secciones de troquel muy grandes, lo que reduce la cantidad de bloques para mecanizar, cablear y montar, lo que reduce el costo inicial de la herramienta.

Troquelado (2)

Figura 1: Las diferencias en el grosor del material provocan un enfriamiento desigual cuando los troqueles se tratan térmicamente. Las secciones más delgadas enfrían primero, pero luego extraen calor de las secciones más gruesas.

  Por supuesto, un estampador que fabrica herramientas en la empresa está limitado a usar secciones de troquel tan grandes como su equipo pueda manejar. Aunque a veces es pasado por alto por un estampador que planea comprar herramientas, se aplica la misma consideración: las secciones de las herramientas subcontratadas no deben ser más grandes de lo que puede acomodar el equipo utilizado para su mantenimiento.

También se deben considerar otros factores cuando se deciden los tamaños de los componentes de la matriz. Cuando los bloques de troqueles más grandes se rompen, por ejemplo, las reparaciones son casi siempre más costosas que las de secciones de troquel más pequeñas. El uso de bloques de troquel grandes también puede aumentar el riesgo de que se desarrollen problemas durante el proceso de tratamiento térmico. Dependiendo de la forma y el tamaño de una abertura en el bloque, se pueden desarrollar tensiones que pueden causar grietas.

  Tratamiento a base de calor

  El tratamiento térmico de los aceros para herramientas es un área en la que nunca se deben tomar atajos. Es importante hacer doble dibujo, como mínimo. Se necesita un aumento de temperatura de 25 grados con el segundo sorteo para garantizar un templado adecuado. El tratamiento térmico adecuado es especialmente importante cuando las secciones de acero para herramientas son delgadas o débiles, como suele ser el caso en el entorno actual de estampado preocupado por el costo.

  La figura 1 muestra una sección transversal de un punzón de pedestal. Las flechas indican la dirección del flujo de calor durante el proceso de enfriamiento. La sección más delgada enfría primero; luego, el calor se extrae de las secciones más gruesas a las secciones más delgadas. El proceso de enfriamiento desigual puede hacer que un bloque se deforme y también crea tensión en el bloque. Para ralentizar el proceso de transferencia de calor, el bloque puede envolverse en una envoltura de herramienta de acero inoxidable o colocarse en una placa caliente durante el proceso de enfriamiento. Es importante que el bloque con la sección más delgada se coloque contra la placa caliente.

  Cuanto más nítidas son las esquinas por las que el calor intenta circular, mayor es la posibilidad de que el bloque se agriete. La transferencia de calor debe reducirse para crear un bloque que sea estable.

  Una última cuestión relacionada con el tratamiento térmico y el revenido implica la estructura molecular del acero para herramientas y cómo se ve afectado por las fuerzas generadas durante el proceso de ocultación. Como resultado del golpeteo continuo, las moléculas en el acero para herramientas se compactan y, por lo tanto, se vuelven más densas (ver Figura 2). La dureza Rockwell puede incluso aumentar tanto como un punto.

Troquelado (3)

Figura 2:

El golpeteo continuo al que se somete el herramental puede compactar las moléculas en el acero, lo que aumenta la dureza de Rockwell hasta en un punto.

  Estas densas estructuras moleculares pueden hacer que los bloques de la matriz se astillen. Devolver los bloques de troqueles a su estado original tratado con postheat puede ayudar a prolongar la vida del troquel, lo que puede ser importante para herramientas de bajo volumen que tienen poca vida de troquel incorporada.

Después de afilar los bloques, se deben volver a intentar. Deben devolverse a una temperatura de 25 grados menos que la temperatura de extracción original. Superar la temperatura de extracción original puede provocar cambios dimensionales en los bloques.

  La creatividad es clave

  Cuando busque formas de ahorrar dinero en herramientas para aplicaciones de menor volumen, es mejor comenzar con las opciones más simples. Puede haber disponibles formas menos costosas de construir una herramienta, pero deben evitarse los atajos que costarán más en el futuro.

El potencial de ahorro de costos para cada herramienta varía. Es probable que los mayores ahorros resulten de la creatividad con la que se diseña y construye un dado. ¿Se pueden combinar las operaciones? ¿Se pueden combinar las piezas? ¿Se pueden eliminar los procesos?

  Confiar en el talento de los ingenieros de herramientas internos o desarrollar una relación con una empresa de herramientas experimentada le dará a un matricero la mejor oportunidad para reducir costos, ganar ofertas y ganar dinero en los trabajos.

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