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01/05/2020 | 6 MINUTOS DE LECTURA

Equipos multitarea hacen eficiente la producción de hélices en un taller

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El mecanizado outsourcing para conjuntos de cubos complejos generaba plazos de entrega de meses y falta de control. Una máquina multitarea Mazak le permitió a Whirlwind Propellers realizar la producción internamente.

Jim Rust, presidente de Whirlwind Propellers, se encuentra junto a la máquina multitarea Mazak Integrex i-200S que ha ayudado a reducir los tiempos de producción, mejorar la precisión de mecanizado y reducir los gastos operativos de su taller.

Jim Rust, presidente de Whirlwind Propellers, se encuentra junto a la máquina multitarea Mazak Integrex i-200S que ha ayudado a reducir los tiempos de producción, mejorar la precisión de mecanizado y reducir los gastos operativos de su taller.

La empresa Whirlwind Propellers, ubicada en El Cajón, California, quería hacer crecer y expandir su oferta de productos, pero realizar en otra parte el mecanizado de sus componentes de ensamblaje del cubo de una hélice estaba obstaculizando el progreso del taller. El taller no solo no podía controlar completamente sus procesos y plazos de producción, sino que la subcontratación reducía la rentabilidad, lo que a su vez inhibía el diseño de nuevos productos.

Según el presidente de la compañía, Jim Rust, la línea de productos del taller se había estancado. No estaban desarrollando nuevos diseños ni realizando mejoras de diseño en los productos existentes. Esto cambió cuando el taller incorporó la tecnología de máquinas multitarea de Mazak en su producción de piezas.

Trayendo la producción a casa

En promedio, Whirlwind Propellers produce 3,000 palas de hélice por año. También fabrica hélices de velocidad constante reforzadas con plástico de fibra de carbono (CFPR).

En promedio, Whirlwind Propellers produce 3,000 palas de hélice por año. También fabrica hélices de velocidad constante reforzadas con plástico de fibra de carbono (CFPR).

Whirlwind Propellers produce dos tipos de hélices: hélices de velocidad constante para aviones acrobáticos y hélices ajustables en tierra para aviones ligeros más simples. Un conjunto de cubo de hélice puede involucrar hasta 23 piezas diferentes. La estrategia de producción de bajo volumen y alta mezcla, requerida para mantenerse al día con la demanda de los clientes de cubos de hélices, hizo que la tercerización ya no fuera viable.

“Los conjuntos de cubo están compuestos completamente por piezas de alta precisión y tolerancia estrecha”, dice Rust. “La mayoría son de aluminio, pero hay algunas hechas en acero inoxidable 440C. La mayoría son redondas, pero requieren un intenso fresado a partir de lingotes sólidos”. Los componentes de ensamblaje más grandes, dice a modo de ejemplo, comienzan como un material redondo de 10 pulgadas que pesa 85 libras. La parte terminada pesa solo 7 libras.

Cuando Whirlwind Propellers subcontrataba sus piezas de ensamblaje del cubo, los tiempos de respuesta tardaban meses. Ahora el taller mecaniza todas las piezas para un ensamblaje de cubo en aproximadamente 10 horas en total en una máquina multitarea Mazak Integrex i-200S. El tiempo de ciclo de mecanizado más corto es de alrededor de un minuto, mientras que el más largo es de cerca de cuatro horas.

“La máquina multitarea Mazak ha eliminado la necesidad de trabajar según los tiempos de nuestros proveedores de mecanizado”, dice el Sr. Rust. “Ya no estamos a merced de proveedores externos y podemos controlar nuestro cronograma de producción”. Él afirma que la máquina ha generado tres resultados principales:

  1. El taller tiene ahora más tiempo disponible para el desarrollo de productos porque fabrica todas las piezas en casa.
  2. Se reducen los plazos de entrega para la producción de hélices.
  3. El taller ahora puede controlar mejor sus costos parciales.

Características de la máquina multitarea

El Integrex i-200S de Whirlwind Propellers cuenta con husillos de torneado gemelos y un husillo de fresado con una potencia igual a la de un centro de mecanizado vertical. La máquina está diseñada para tornear, perforar, roscar y fresar productivamente, mientras ofrece contorneado completo y simultáneo en cinco ejes fuera de la línea central.

Para las piezas de ensamblaje del cubo de la hélice, que solían tardar meses cuando se subcontrataban, Whirlwind Propellers ahora las mecaniza en aproximadamente 10 horas en total en el Integrex i-200S.

Para las piezas de ensamblaje del cubo de la hélice, que solían tardar meses cuando se subcontrataban, Whirlwind Propellers ahora las mecaniza en aproximadamente 10 horas en total en el Integrex i-200S.

El husillo de fresado montado verticalmente proporciona 30 caballos de fuerza (22 kW), velocidades que varían hasta 12,000 rpm y un rango de eje B giratorio de -30 a +240 grados. Un cargador de 36 herramientas acelera los cambios de herramientas y acomoda suficientes herramientas para el procesamiento continuo de piezas. Debido a que su magazín de herramientas se encuentra en la parte delantera, los operarios de las máquinas de Whirlwind Propellers pueden realizar la programación y la configuración de la herramienta con el mínimo movimiento requerido.

Con capacidades de hasta 3 pulgadas (76 mm) de diámetro, ambos husillos de torneado en el Integrex i-200S proporcionan velocidades de husillo de 5,000 rpm y control de torneado del eje C. El cabezal principal de la máquina presenta un diseño integral de husillo/motor que se puede acomodar a una amplia variedad de aplicaciones, desde corte de alta resistencia a bajas velocidades hasta corte de aluminio y otros materiales no ferrosos a alta velocidad. El segundo husillo también presenta un husillo/motor integral para garantizar un mecanizado de alta eficiencia para operaciones secundarias.

Discutiendo los tiempos de entrega

Whirlwind Propellers adquirió inicialmente la máquina Integrex para una línea de productos en particular. Para este proyecto no podía permitirse el tiempo y el costo involucrados en la subcontratación de los componentes. Hacerlo habría consumido todo el tiempo necesario para diseñar, crear prototipos y probar las piezas.

“Lidiar con los tiempos de respuesta de la parte tercerizada nos habría generado mucho trabajo en proceso y hubiéramos ordenado las piezas con dos meses de anticipación", dice Rust. “Pero eso realmente perjudicó nuestras entregas de productos y nuestra capacidad de respuesta a las demandas de los clientes. El aspecto crítico de estas piezas es mantener tolerancias cercanas para propósitos de montaje y ajuste, y para algunas piezas, las tolerancias deben mantenerse dentro de 0.0005 pulgadas para evitar acumulación de tolerancias. Cuando tercerizamos estas piezas con diferentes talleres, el ajuste y el acabado precisos durante el montaje serían impredecibles”.

El taller ahora fabrica todas sus piezas de ensamblaje del cubo en el Mazak. La nueva línea de productos incluye hélices para algunos de los kits de aviones más populares del mercado. La producción normalmente implicaría de tres a cinco operaciones de montaje en múltiples tipos diferentes de máquinas. “Simplemente, no estábamos dispuestos a hacer esa inversión, no solo por la cantidad de máquinas sino también por la cantidad de espacio que habrían requerido en el taller”, dice Rust.

Una vez que la línea esté en pleno apogeo, el Integrex i-200S funcionará cinco días a la semana, durante todo el día, con operaciones de montaje único.

Tanto flexibilidad como productividad

Además del ahorro de capital en adquisición de equipo, la máquina multitarea le brinda a Whirlwind Propellers la flexibilidad de cambiar su flujo de producción.

“En lugar de tener la máquina configurada para una pieza en particular y ejecutar miles de ellas, podemos hacer de manera eficiente y rentable cinco de una pieza, tres de otra, 30 de otra, y así sucesivamente según las necesidades de producción”, indica Rust. Él atribuye esta capacidad a la facilidad de configuración y programación que se realiza en un control Mazatrol SmoothX.

Rust no comenzó como operario de oficio, aunque tenía cierta experiencia en fresado de tres ejes. De todos modos, ahora programa, configura y ejecuta el Integrex i-200S y atribuye esa rápida curva de aprendizaje al nuevo software CAD/CAM, al control avanzado de la máquina y al soporte de capacitación y aplicaciones que el taller recibe por parte de Mazak.

En promedio, Whirlwind Propellers produce 3,000 aspas de hélice al año y también hélices de velocidad constante reforzadas con plástico de fibra de carbono (CFPR). Las operaciones del taller se centran en cuatro procesos principales: moldeo de materiales compuestos, unión de metales, acabado compuesto de clase A, electroformado y mecanizado. Según Rust, el proceso más fácil es el mecanizado.

Desde su creación en 1995, este taller de 14 personas se ha expandido para producir una línea completa de hélices de velocidad constante para aviones ligeros, hélices de hidrodeslizadores y hélices de ventilador de túneles de viento. Whirlwind también se especializa en prototipos rápidos de hélices y ventiladores para algunas de las compañías aeroespaciales más grandes del mundo. Rust ve que los negocios continúan aumentando, al igual que la necesidad de agregar más máquinas multitarea Mazak.

EMPRESA: Whirlwind Propellers.

PROBLEMA: El mecanizado externo para sus conjuntos de cubo complejos generaba plazos de entrega de meses y falta de control.

SOLUCIÓN: Máquina multitarea Integrex i-200S de Mazak.

RESULTADOS: Ejecutar el trabajo de tres a cinco máquinas en una redujo los plazos de entrega, al realizar la producción internamente.

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