El software CAD/CAM trae la automatización de procesos para el diseño de moldes y el mecanizado (Parte 1)

Con un enfoque en una mayor calidad y tiempos de construcción reducidos, las empresas como JK Machining, que se especializa en el diseño y la fabricación de moldes de inyección de plástico, deben esforzarse por satisfacer las demandas de los clientes. La empresa invirtió en capacidades de mecanizado avanzadas; pero al actualizar su sistema CAD/CAM a un paquete de software específico para moldes de Siemens PLM (Plano, Texas), la empresa pudo entregar moldes de calidad a un costo razonable.

Fundada en 1980 y ubicada en Kalamazoo, Michigan, la empresa de 15 empleados de JK Machining se enfoca en moldes de clase 101: moldes de alta producción con tiempos de ciclo rápidos fabricados con materiales de alta calidad y diseñados para 1 millón de ciclos o más. Sus clientes automotrices son proveedores de primer y segundo nivel que producen principalmente salidas de aire acondicionado, biseles de molduras, portavasos y otros componentes interiores. La empresa también fabrica moldes para la industria de dispositivos médicos. Ambos sectores demandan alta calidad, mejores líneas de desmoldeo, mejores acabados, tolerancias más estrictas, entregas oportunas y costos razonables. Tales demandas solo han crecido.

Según Henry Kalkman, presidente de JK Machining, la empresa solía tener entre 18 y 22 semanas para construir un molde para la industria automotriz. “Ahora eso se ha reducido a 10 o 12 semanas”, dice. “Todos nuestros clientes quieren llegar al mercado más rápido. Los fabricantes de moldes en alta mar tienen una ventaja en costos y están elevando su nivel de calidad. Son nuestros principales competidores”.

Entendiendo las claves del software

Para satisfacer estas demandas, la empresa ha invertido en capacidades de mecanizado avanzadas. Cuenta con dos centros de mecanizado vertical Röders de alta velocidad; dos máquinas Milltronics que se utilizan principalmente para ciclos de taladrado y desbaste; y máquinas individuales de tres y cinco ejes utilizadas para el acabado de cavidades de moldes y electrodos de corte para EDM. Sin embargo, la empresa se encontró sin el software adecuado para aprovechar al máximo estas máquinas.

En consecuencia, IK Machining buscó actualizar sus capacidades CAD/CAM para mejorar la eficiencia y la competitividad. Anteriormente, había utilizado sistemas de software separados para las etapas de diseño y fabricación, lo que significaba exportar datos CAD en un formato de intercambio neutral y luego importar los datos al sistema CAM para la programación de control numérico (NC). Esta transferencia y traducción de datos introdujo pasos adicionales que dificultaron su entrada. Además, complicó los cambios de diseño, que fueron difíciles de rastrear e implementar correctamente durante todo el proceso.

Además de estas ineficiencias, el software de programación NC de la empresa resultó difícil de operar en máquinas de cinco ejes, y pocas opciones de personalización podían abordar los requisitos de velocidad y eficiencia. Con estos problemas obstaculizando ambos extremos del proceso (diseño y producción), se volvió difícil entregar moldes de calidad a tiempo a un costo razonable.

Encontrar una solución en la automatización de procesos

JK Machining seleccionó el paquete de software NX de Siemens PLM Software, que incluye características especializadas de diseño de moldes además de las capacidades tradicionales de CAD/CAM. Las características clave del software automatizan partes del proceso de desarrollo de moldes desde el diseño hasta la fabricación. Las funciones de CAD incluyen trabajar con modelos geométricos proporcionados por los clientes, así como capacidades específicas de moldes que respaldan un flujo de trabajo de diseño eficiente. Las funciones de programación de máquinas de cinco ejes y de alta velocidad en el software CAM permiten a la empresa aprovechar al máximo sus máquinas herramienta avanzadas. Al integrar completamente el diseño de moldes y el mecanizado, el software permite a los usuarios editar una pieza CAD y luego alternar sin problemas entre CAD y CAM, eliminando virtualmente la posibilidad de errores. Con este sistema integrado, la empresa estableció un hilo digital que permitió la automatización de procesos en todo el diseño y la fabricación.

El proceso típico de diseño de moldes en JK Machining comienza cuando los clientes envían modelos CAD y solicitudes de cotización. Los modelos CAD suelen estar en el formato de intercambio neutral STEP y la empresa importa los datos geométricos a NX. Después de ganar un proyecto, la empresa utiliza las características especializadas de diseño de moldes de NX Mold Wizard para crear la base del molde y diseñar núcleos, cavidades, corredores, líneas de enfriamiento y otras características de manera rápida y eficiente. El software señala socavaduras y lugares donde se necesita más corriente. El diseñador puede buscar paredes delgadas o gruesas y determinar automáticamente el peso total y el centro de gravedad del molde. Con las características del molde fácilmente identificables, el proceso de diseño avanza rápidamente. El software puede automatizar otros aspectos del diseño de moldes, como la creación de listas de materiales, y los usuarios pueden ahorrar tiempo al automatizar tareas repetitivas con funciones de macros y registros en diario.

El usuario puede realizar una tarea una vez, registrarla en un diario y guardarla como una macro para usar en el siguiente proyecto. Además, las bibliotecas de diseño de moldes permiten a los usuarios comparar rápidamente modelos de piezas revisados ​​y anteriores, lo que ahorra tiempo en el proceso de actualización.