Productividad: la clave en la manufactura de herramentales

Kapco Moldes se especializa en la fabricación de moldes para inyección de plástico y die casting de piezas que requieren tolerancias dimensionales y acabados superficiales de precisión. La inversión en tecnología y automatización han marcado la diferencia para mantenerse a la vanguardia en su sector.

Carlos y Alejandro Kaplun están sentados en la sala de juntas platicando sobre el futuro de su empresa. La sinergia que existe entre padre e hijo la percibí desde el primer instante en que entré para hacer mi visita al taller de Kapco Moldes. Dos generaciones que han estado preocupadas por el futuro de la compañía y los retos que deben afrontar para enfrentar los constantes cambios que tiene la industria.

Kapco Moldes inició en 1975, en Culiacán, como un taller dedicado al mantenimiento de maquinaria agrícola. “Culiacán es una gran zona agrícola donde todo gira alrededor de la agricultura. En esa época, lo que hacíamos era reparar maquinaria: arado, rastra y hacíamos soldadura. Mi papá inició el negocio comprando un torno, un pantógrafo de oxicorte, que era la máquina para hacer cortes de placa, y una soldadora; equipos muy básicos. En esa época ya empezaba la violencia en Culiacán, y nosotros decidimos movernos a Querétaro. Estamos hablando del año 1978”, narra Alejandro Kaplun, Director de Kapco Moldes.

Cuando se trasladaron a Querétaro las circunstancias eran diferentes y había otro tipo de industrias. Estaba Singer, que ya no existe, y otras fábricas que empezaban operaciones, como Celanese, además de la vidriera de Querétaro. “En esa época empezamos a darle servicio a las compañías, les ayudamos también con la fabricación de partes y mantenimientos para sus equipos, pues teníamos máquinas más o menos simples, pero fuimos incrementando cada vez la calidad”, cuenta el ingeniero Alejandro Kaplun.

Después, trabajaron un buen tiempo para Celanese, cuando trajeron máquinas de Europa que instalaron en el taller de Kapco. Después empezaron a trabajar para Kostal, compañía de origen alemán que se instaló en Querétaro y que fabrica partes para automóviles, como módulos mecatrónicos, unidades de control electrónico y paneles de interruptores. Precisamente, fue con esta empresa que Kapco empezó a hacer moldes. “Poco a poco, empezamos a comprar máquinas para la fabricación de moldes. Empezamos con una máquina de control numérico en el año 1988. En aquella época eran escasas las máquinas que había de control numérico y nosotros éramos uno de los pocos particulares que teníamos máquinas de control numérico en Querétaro”, cuenta el ingeniero Alejandro.

Aparte de Kostal, posteriormente empezaron a fabricar moldes para Black and Decker. A ellos les fabrican cientos de moldes, porque es una compañía que se dedica a la fabricación de piezas de aluminio, y el aluminio es muy abrasivo con los componentes y con los moldes.

En ese entonces, la planta de Black and Decker migró a China. “Nos quedamos sin clientes, porque en realidad teníamos pocos clientes. Empezamos a tocar puertas y llegamos a conocer la compañía Continental. Desde entonces, ellos nos han dado trabajo. Actualmente, ya tenemos varios clientes, todos enfocados al tema de partes para automóvil, de electrónica y sensores, principalmente. Aunque también fabricamos para algunas otras compañías que hacen aparatos eléctricos”, cuenta el ingeniero Alejandro.

En la actualidad, Kapco es un negocio mejor organizado, pues al principio eran “auto-autoempleados”, ya que en esa época ellos mismos manejaban las máquinas, vendían y compraban. “Era una empresa familiar cien por ciento. Ahora ya tenemos un sistema de calidad que nos permite estar mejor organizados, con máquinas modernas de muy buena calidad, de modelos recientes, y un grupo de clientes que están contentos con nuestro trabajo”, afirma el ingeniero Alejandro.

Herramentales para la industria automotriz

Principalmente, Kapco fabrica moldes para sensores, tanto para los frenos ABS, para motores, cigüeñales y árboles de levas. “De los moldes que fabricamos hay sensores para motor, sensores para cigüeñal y para árboles de levas también. Se trata de dispositivos para sensar la mezcla de combustible cuando se funde de una combinación de etanol con gasolina, además de moldes para conectores, que son enchufes para conectar todos los circuitos en el auto”, afirma el ingeniero Alejandro.

El día de mi visita estaban haciendo un molde para la industria automotriz que lleva más de 400 piezas. Para el diseño de los moldes utilizan SolidWorks. “Es un software muy amigable, fácil de usar y mucha gente lo tiene, entonces es muy fácil intercambiar archivos y es fácil de convertir a otras plataformas”, afirma el ingeniero Alejandro. En cuanto al diseño del molde, el cliente les manda la pieza que quiere hacer y, además, les entrega los archivos en Step. De ahí ellos empiezan el diseño de todo el molde con base en el prototipo y los planos 2D que les entrega el cliente. Ellos diseñan el molde con todas sus características y todos los sistemas mecánicos para que permita un buen trabajo del molde. Además, utilizan el PowerMill de Delcam para el mecanizado de 5 ejes. Después de terminado el diseño, lo pasan al Área de Planeación.

En Kapco, la primera parte del proceso de fabricación del molde es la recepción del material. Allí los diseñadores piden el material que van a ocupar, donde ellos mismos lo reciben y lo validan, ya que no hay departamento de compras. Es decir que los compradores son los diseñadores. Ellos mismos revisan si el producto que pidieron corresponde contra lo que les entregaron, lo cual evita algún intermediario que puede generar algún malentendido en este paso.

El siguiente proceso es la aproximación de las de las placas, y luego un mecanizado de control numérico, que sirve para aproximar en su primera etapa las placas y las piezas de los moldes. Posteriormente, viene un proceso externo, que es el tratamiento térmico, que lo mandan a hacer con empresas que tienen hornos para templar al vacío para después realizar el rectificado internamente. Luego viene el corte por hilo y el mecanizado en duro de las piezas, que depende de cada tipo de pieza. Para ello, cuentan con un sistema que organiza desde que se genera el diseño hasta cuál va a ser el trayecto de dicha pieza en el taller. Los moldes que se producen en Kapco llevan una gran cantidad de piezas pequeñas, con insertos, que pueden llegar a tener hasta 500 piezas. Generalmente, fabrican 5 o 6 moldes a la vez, lo que hace que tengan cientos de piezas en proceso y, por ello, tienen que saber dónde está cada pieza, a qué altura va el proceso y controlarlo.

“La planeación es difícil. Yo pienso que es una de las bases para que un negocio funcione. Si no está bien planeado el trabajo, es muy difícil que coincidan los eventos del orden de la fabricación y no es fácil de controlar, sobre todo cuando haces muchas piezas. La planeación es una de las claves de la productividad, además de la capacitación. Otra clave es tener un buen sistema de calidad y sistemas de cambio rápido. Y, por supuesto, tener máquinas de buena tecnología. Nosotros estamos en un sector en el que fabricamos piezas de precisión, ya que todas nuestras piezas tienen tolerancias menores de una centésima. Entonces, tenemos que tener máquinas de buena calidad para lograr esa precisión”, explica el ingeniero Alejandro Kaplun.

En el taller cuentan con un área con temperatura controlada para evitar que las máquinas se distorsionen cuando aumenta la temperatura y para controlar las micras en el mecanizado de las piezas. “Realmente alguien que quiera fabricar piezas de precisión y no tenga un área con temperatura controlada, no está diciendo la verdad, no puede hacer piezas de precisión. Una variación en un grado centígrado en la temperatura ambiente hace que un metro de acero crezca una centésima o se acorte una centésima de milímetro. Cuando hay grandes variaciones de la temperatura, por ejemplo en la mañana, donde en Querétaro hay 8 grados centígrados, y en la tarde estamos a 27 - 30 grados centígrados, imagínate lo que se distorsiona la máquina por el puro efecto de la temperatura”, explica el ingeniero Alejandro.

La clave para ser más productivos y eficientes

Una de las claves para enfrentar los retos de productividad es que el taller de Kapco cuenta con máquinas nuevas, cada una enfocada a resolver diferentes problemas de productividad. Tienen procesos modernos, y no se trata de una máquina sino de todo el conjunto.

“Puedes tener una máquina que sea muy productiva, pero si tienes un cuello de botella en algún otro lado, la cantidad de material que vas a producir es la que pasa por el cuello de botella. Realmente, lo importante es tener un conjunto de máquinas que resuelva competentemente la fabricación de las piezas, y no se puede pensar que una sola va a contribuir con todo. Claro, hay veces que, por ejemplo, tienes una máquina que sustituyó a otra máquina y de inmediato se nota la diferencia. Ahora acabamos de comprar una máquina Okamoto, automática. Se trata de una rectificadora que en realidad nos quitó muchísimo tiempo en el área de rectificado, que comparada con la máquina que no era automática, perdíamos un montón de tiempo”, afirma el ingeniero Kaplun.

La rectificadora Okamoto se puede programar para saber cuánto quiere que desbaste y, automáticamente, por medio de un programa la máquina lo hace sola. Eso realmente permite que el operador pueda hacer cualquier otra cosa mientras el proceso de rectificado se está realizando.

¿Mecanizado en duro o electroerosión?

El mecanizado en duro tiene unas aplicaciones muy específicas, cuando la textura de la superficie de la pieza permite que sea mecanizado. “Hay algunas piezas que requieren la textura rugosa de la erosión, entonces, si se puede aproximar casi a la medida de lo que hacemos nosotros y después erosionar una pequeña cantidad para que la textura corresponda con los que tiene el diseño. También el mecanizado tiene sus limitantes, como llegar a las esquinas pequeñas, que, aunque tengamos una máquina de 5 ejes, en ocasiones, aunque sea una máquina muy buena y muy veloz, de todas maneras, es un proceso inadecuado. Yo pienso que la selección del proceso adecuado para la fabricación de las piezas tiene que ver con la productividad. Si tú intentas mecanizar una pieza que no es el sistema correcto, es mejor hacer erosión. Por ejemplo, hay algunas aplicaciones en que hay una profundidad muy alta y tienen un radio muy pequeño en la esquina, aún con la máquina de 5 ejes, genera un problema que es mejor pensar en otro sistema. En un sector del mercado como el de los moldes, hay de muchos tipos. Por ejemplo, los moldes grandes es más fácil mecanizarlos, porque tienen radios amplios y porque tienes que usar cortadores grandes, pero cuando quieres hacer una pieza templada con partes pequeñitas, ya ya no se puede”, refiere el ingeniero Alejandro.

Actualmente, con las electroerosionadoras Kapco fabrica los moldes para sensores, independientemente de que allí también puedan hacer otro tipo de moldes. Allí fabrican moldes pequeños hasta un metro de longitud por medio metro. Pero acaban de comprar una máquina horizontal en la que ya pueden poner moldes de un metro por un metro y mecanizar placas hasta de 1,200 kilos. Se trata de un centro de mecanizado horizontal OKK. “Con este equipo vamos a poder entrar en otro mercado de moldes más grandes”, afirma el ingeniero Alejandro.

Principalmente, Kapco está enfocado en el die casting, una industria donde los moldes duran muy poco. “Un molde para plástico le puedes hacer 5 millones de inyecciones, pero en un molde de die casting si haces 200,000 ya tienes que decir que te fue bien. Hay moldes que duran menos todavía, depende de qué tan buenos sean los moldeadores. El molde es muy agresivo, por lo que fractura el material, ya que genera tensiones muy grandes. A la hora que entra el material, la temperatura está a 600 grados centígrados y luego el material lo tienes que enfriar para que el aluminio se pueda desmontar. Es decir, que tiene un choque térmico de 600 grados y lo tienes que bajar a 250 cuando sale del molde. Entonces, ese choque térmico alterna la temperatura. El material se expande y luego éste se contrae, y llega un momento en que se fractura. Ese es un rumbo a donde debemos ir, aparte de la diversificación que estamos haciendo actualmente”, explica el ingeniero Kaplun.

Frente a esta realidad, Kapco tiene proyectado adquirir una máquina para la fabricación de moldes para die casting al final de este año. “Yo sé que hay mucho mercado para eso, sobre todo cuando haces moldes de tamaño pequeño. Puede haber más competencia que si empiezas a hacer moldes que ocupan máquinas más grandes y más caras, pero hacer buenos moldes también requiere máquinas precisas, porque no puedes tener una máquina usada y descalibrada para hacer moldes de precisión”, afirma el ingeniero Alejandro.

La electroerosión siempre está presente

Otro de los proyectos que tienen para fin de año es la sujeción automatizada las piezas. “No está implementado todavía. Tenemos ya todo el equipo que se ocupa, pero me falta espacio, entonces necesitamos quitar unas máquinas que vamos a vender”, agrega el ingeniero Alejandro. Entre esas máquinas está Maribel también (una máquina que bautizaron como Maribel Guardia, que está vieja, pero todavía esta buena). Se trata de una máquina Mazak, modelo 1988. “Parece que tuviera 3 años. Esa máquina no está en funcionamiento ahora, pero tiene una estructura mecánica muy buena, y de calidad muy buena, y el control en su momento era el mejor (con un procesador 386). El problema que tiene esa máquina es que la estructura y el funcionamiento son muy buenos, pero el control es obsoleto, se descompuso hace un tiempo, y ya no quise invertirle ni un centavo a ese control. Venderla ahora sería como vender chatarra prácticamente, y a lo mejor podemos ponerle un aditamento para hacer operaciones secundarias. Para eso ya compramos una máquina grande, para hacer las cosas que no sean tan precisas, como escuadrar algunas piezas, mecanizar planos y hacer algunos barrenos que no sean muy exactos. Por ahora vamos a correrlos un rato aquí, en esta máquina”, afirma el ingeniero Kaplun.

Actualmente, el taller de Kapco cuenta con 5 electroerosionadoras de hilo y 3 de penetración. Tienen unas de hilo a las que les llaman “las trillizas” (3 Mitsubishi 1200 R); 2 Agie, también de hilo, y 2 Agie de penetración, más otra Makino, también de penetración.

“Decidimos movernos a las Mitsubishi porque son de precisión, o sea que tienen motores lineales y escala lineal en cada uno de los 5 ejes.  Además, son máquinas muy buenas para enhebrar, rápidas y precisas. Una máquina que por lo que cuesta y lo que hace, me parece muy buena para enhebrar, que ese es un detalle importante en una máquina”, explica Kaplun.

De las electroerosionadoras Mitsubishi, la más antigua tiene 5 años, la otra 3 y la nueva 1 año. En cuanto a las Agie, una tiene 10 años, la más antigua, y la otra 6, que también es de hilo. “De las máquinas de penetración, la más antigua es una Agie, una máquina muy buena que compramos en el 2002, o sea que ahora tiene 16 años. Y la máquina que compramos hace 2 años, una Makino, es una electroerosionadora muy precisa, más fácil de programar, ocupa poco espacio y tiene una calidad ergonómica muy buena”, afirma el ingeniero Alejandro.

Mayor productividad aplicando el SMED

Entre los cambios para ser más productivos en Kapco es la aplicación del SMED, que es una metodología para mejorar procesos (Single-Minute Exchange of Die, por su sigla en inglés). En este caso, es la aplicación para la reducción de tiempos del setup de todas las máquinas del taller en los cambios de los moldes que fabrican. De esa forma, utilizan el tiempo liberado de en las máquinas para aumentar la capacidad de producción y mejorar la flexibilidad del proceso de fabricación de los moldes.

Dentro de todo este proceso, Kapco va a sacar todas las máquinas obsoletas que no sean tan precisas y van a crear un espacio para poner el área de SMED. En esa área van a instalar palets UPC de Erowa (Universal Pallet Changer) y unas mesas para ensamblar las piezas. Allí se va a hacer el montaje y la preparación de las piezas para llevarlas a la máquina en un palet.

Esto aunado al recolector de datos, que ya está instalado en el taller, para entrar en la onda de la Industria 4.0. Se trata de un terminal de datos que utilizan para introducir la información de inicio y finalización de cada uno de los trabajos que se realizan en el taller, que funciona con un programa JobBoss conectado a una red interna. La idea es controlar en tiempo real el avance de las piezas y llevar el control de todos los procesos, ya que al final de cada proyecto va recolectando los datos. “La idea es que los muchachos pongan el índice final del trabajo. El proyecto del SMED, que lo terminaremos a final de este año, nos va a ahorrar tiempos considerables en las áreas de electroerosión y mecanizado”, explica el ingeniero Alejandro Kaplun.  En cuanto a infraestructura instalaron en el techo unas láminas con poliuretano para el control de toda la temperatura en el taller, además de un colector de humos y un colector de polvos para los procesos de electrodos de grafito, con el fin de hacer el ambiente de piso más amigable y ergonómico.

“Ahora nuestra idea principal es migrar, tratar de buscar alternativas a la fabricación de moldes, para diversificar nuestro negocio. El reto que tenemos es convertirnos en una empresa altamente productiva, porque es muy importante pasar a ser una empresa con un enfoque en la productividad. Y queremos tenerla en todos los aspectos: automatizar algunas partes y usar el sistema de cambios rápidos en todas las máquinas, no solo en las electroerosionadoras. El proyecto también incluye unas máquinas con robot para electroerosión. Todo eso con el objetivo de aumentar la productividad del negocio” concluye el ingeniero Alejandro.

 

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