Líneas de prensas hidráulicas: la alternativa rentable

Esto es especialmente evidente en aquellos sectores en los que, dependiendo del modelo, la empresa debe fabricar unos en series largas y otros en series pequeñas o medias. La tentación de utilizar los mismos bienes de equipo para ambas problemáticas es muy alta y suele conllevar una reducción de la rentabilidad muy importante. Las razones puede ser varias: estar habituados a un tipo de instalaciones, desconocimiento de alternativas, falta de un cálculo de rentabilidad adecuado, etc…

Cuando se trata de fabricar piezas en volúmenes medios, las líneas de prensas hidráulicas constituyen una alternativa sumamente rentable y eficiente en comparación con otras opciones de mayor productividad pero proporcionalmente mucho más costosas, un extracoste innecesario y no justificable por no poder rentabilizarse. Además, las particularidades técnicas de las prensas hidráulicas garantizan la calidad de ciertas piezas complicadas (bien sea por su geometría, la dureza del acero utilizado, el proceso- particularmente en el presshardenning-, el material necesario- particularmente en SMC, composites, IMC, etc.) lo que las hace idóneas en muchas ocasiones.

Las líneas de prensas hidráulicas están encontrando una rápida implementación en, por ejemplo, este tipo de producciones:

• Piezas de automóviles de alta gama cuyas series no son tan altas como los de bajo precio.
• Piezas de automóviles de alta gama cuya calidad de pieza deba ser mayor que las habituales, por ejemplo piezas de “piel” (exposed) ya que con prensas hidráulicas se logran mejores calidades.
• Piezas de automóviles deportivos.  
• Coches eléctricos.
• Piezas para vehículos agrícolas.
• Piezas para camiones y vehículos industriales.
• Piezas para autogrúas o similares.
• Piezas para coches y vagones de ferrocarril.
• Piezas en la industria aeroespacial y la aeronáutica.
• Piezas navales (bien sean para barcos grandes o embarcaciones de recreo).
• Electrodomésticos industriales (hospitales, hoteles, edificios públicos, restaurantes, etc.).

Por tipos de fabricantes, son usadas actualmente a lo largo de toda la cadena de valor:

• Fabricantes de vehículos (OEMs).
• Grandes empresas que fabrican piezas de automóvil (TIER1).
• Empresas medias que fabrican piezas de automóvil.

Específicamente, las líneas de prensas hidráulicas están resultando especialmente rentables en compañías que comienzan o están en sus primeras fases de crecimiento. En estas fases, como es lógico, controlar el volumen de inversión es fundamental. Estas empresas tienen todavía una cartera de pedidos no muy extensa, necesitan financiación, precisan máquinas de alta polivalencia, deben ser capaces de dar respuesta a piezas complicadas o en materiales diversos (ya que las piezas más golosas han sido normalmente ya contratadas a grandes conglomerados), precisan hacerse o agrandar su nicho de mercado, etc. Las líneas de prensas hidráulicas permiten un crecimiento mejor y más rentable porque:

• Reducen considerablemente la inversión inicial.
• Reducen el coste de operación y mantenimiento.
• Tienen una alta polivalencia pues permiten fabricar piezas de acero al carbono, acero al boro, de alto límite elástico, plásticos reforzados, SMC, RPF, IMC, composites, etc.
• Tienen una alta polivalencia a la hora de utilizar diversos tipos de troqueles (de diversos tamaños, de diversas prestaciones).
• Al tener una alta capacidad pueden fabricarse todo tipo depiezas con menos prensas.
• Su plazo de entrega es más corto lo que permite a las empresas comenzar a ganar dinero antes.
• Son líneas más fácilmente ampliables.
• Permiten, además de producir, probar y poner a punto los troqueles sin necesidad de medios adicionales.
• Muy útiles en la fabricación de piezas de repuesto o de piezas para modelos de coches que ya se están abandonando porque han completado su ciclo.

Características más habituales de las líneas de prensas hidráulicas
Habitualmente, este tipo de instalaciones para series medias se componen de tres prensas (en ocasiones, dos o cuatro) que pueden actuar en línea o por separado dependiendo del tipo de piezas que se tenga que fabricar. Son máquinas que producen unas 15.000 piezas por semana en modo manual y que pueden llegar a 40.000 piezas/semana en modo automático.

En ocasiones, cuando la pieza es compleja, se requiere el trabajo común de varias máquinas actuando en línea; en otras ocasiones con piezas menos complicadas, puede utilizarse cada prensa individualmente para fabricar simultáneamente varias piezas. Incluso, en otros momentos, pueden usarse, por ejemplo, dos de las prensas para producir y la tercera para probar los troqueles o ajustarlos (funciones de try-out).

Evidentemente, los datos anteriores son sólo los más habituales pero cada caso requiere un análisis pormenorizado ya que incluso en ocasiones se llega a tener hasta 12 prensas en una línea que pueden trabajar todas conjuntamente o por bloques haciendo varias piezas a la vez. La ingeniería Fagor trabaja en conjunto con los clientes para determinar la línea que se adapta mejor a las necesidades productivas concretas vigilando siempre.

Dado que, como venimos indicando, uno de los puntos fuertes de las líneas de prensas hidráulicas es la flexibilidad, es necesario disponer de los elementos que la garanticen, en particular mesas móviles con salida frontal, en T-track o lateral (para reducir la inversión y dado que las series son medias o pequeñas, suele utilizarse una única mesa móvil) y amarres rápidos hidráulicos que permitan un amarre del troquel a la prensa muy rápido y ergonómico.

Como también, en ocasiones, algunas de las prensas que conforman la línea pueden ser usadas –con esa gran flexibilidad en la que se insiste– como prensas de pruebas de troqueles, es preciso proveer los elementos necesarios para que los cojines y la base no se ensucien cuando se realizan esas labores de prueba en las que los expertos entran al troquel. Así, la mesa móvil arrastra un sistema de cobertura que cubre la base y evita que caigan sobre ella partículas o polvo que, más tarde, podrían llegar a los circuitos hidráulicos, dañándolos, o bien que la mesa móvil no apoyase bien sobre la base de la prensa, perdiéndose el paralelismo y haciendo que la pieza pueda salir mal.

En bastantes casos, estas líneas pueden robotizarse en una fase posterior después de que la inversión inicial esté rentabilizada. Si ese es el caso, es preciso asegurar el trabajo seguro de los operarios. En una prensa hidráulica, a efectos de seguridad, cobran importancia sobre todo:

• Un circuito hidráulico especialmente diseñado para evitar el desplome del carro en cualquier momento utilizando un bloque de control “pie de prensa” especial que garantiza esta función totalmente.
• Un sistema de bloqueo del carro que permita –por seguridad– detener el carro en cualquier posición de su carrera. Al contrario que en las prensas mecánicas, las prensas hidráulicas pueden permitir un bloqueo sin escalones y sin piezas móviles. En estos casos, un vástago auxiliar corre por entre un sistema mecánico de blocaje, un embrague, cuyo apriete es positivo y por muelles en todo momento. Sólo si hay presión hidráulica y todo el conjunto funciona correctamente, este aparato se desenclava permitiendo que el vástago se mueva. En caso de cualquier fallo o de que no haya presión de aceite, automáticamente se bloquea en la posición en la que esté. En líneas de funcionamiento automático el bloqueo puede ser sólo en la posición superior del carro.

Respecto a los cojines, este tipo de líneas puede llevarlos tanto en la base como en el carro. En este último suelen ser normalmente hidráulicos aunque también pueden ser neumáticos. En la base, para las líneas más sencillas, suelen ser hidráulicos de cajón mientras que para las líneas más complejas se disponen cojines hidráulicos inteligentes CNC que permiten variar la presión en varios puntos, dotar de pre-aceleración al cojín para evitar impactos con el carro y alargar la vida útil de máquina y troquel, programar seguimiento de pieza, etc... El control de estos cojines CNC se realiza mediante ordenadores dotados de un software especial diseñado por Fagor.

El control toma también importancia ya que debe permitir una alta reprogramabilidad de los trabajos. Las series no son largas y los trabajos son muy variados lo que obliga a que el operario necesite variar parámetros de modo frecuente. Los controles permiten la monitorización del trabajo, el diagnóstico de fallos, la programación de dispositivos y el control de producción.

Adicionalmente, el telediagnóstico permite determinar el estatus de la línea directamente desde nuestra ingeniería lo que permite una detección precoz y rápida de cualquier incidencia.

Rentabilidad de una línea de Hydraulic presses
Concluyendo, cuando las series son pequeñas o medias (del orden de menos de 40.000 piezas/semana) y/o cuando las piezas requieren ciclos de trabajo complejos, las líneas de prensa hidráulicas constituyen la alternativa ideal porque la rentabilidad de las mismas es superior. Así, pueden abordarse negocios nuevos de manera más segura y crecer paso a paso en el mercado muy sólidamente.

Artículo cedido por Fagor Arrasate.