El fundidor a presión ve ganancias de productividad con capacidades de mecanizado ampliadas

Con cuatro generaciones de máquinas de fundición a presión, Simalex se ha transformado a lo largo de los años para satisfacer las crecientes demandas del mercado de fundición a presión de América del Norte.

Según la Asociación Norteamericana de Fundición a Presión (NADCA, por sus siglas en inglés), las piezas fundidas a presión se encuentran entre los artículos de mayor volumen producidos en masa fabricados por la industria metalúrgica y se encuentran en miles de productos de consumo, comerciales e industriales.

La fundición a presión a alta presión es un proceso que puede producir geometrías complejas con un alto grado de precisión y repetibilidad. Los componentes se pueden producir con especificaciones estrictas, con superficies lisas o texturizadas, y son adecuados para una variedad de opciones de acabado.

En Canadá, particularmente en la región este, la fundición a presión está fuertemente ligada al sector automotriz. Sin embargo, en el oeste de Canadá, los fundidores a presión tienden a ser más generalistas, asumiendo proyectos de producción tanto a corto como a largo plazo para una amplia gama de aplicaciones industriales.

Simalex, una empresa de fundición a presión de alta presión ubicada en Langley, BC, ha estado haciendo precisamente eso durante poco más de medio siglo. Con cuatro generaciones de fundidores a presión, el taller se ha transformado a lo largo de los años para satisfacer las crecientes demandas del mercado norteamericano de fundición a presión.

Fred Lyhne Jr., el CEO y director de ingeniería de Simalex, ha estado en el negocio la mayor parte de su vida. Su abuelo, Alex, fundó la compañía en 1962 en su patio trasero en Surrey, BC Después de solo cuatro años, Alex convenció a su hijo, Fred Sr., un fundidor a presión de oficio, para unirse a la compañía y llevar a Simalex al mundo de la fundición a presión.

Fred Jr., quien comenzó su carrera de fundición a presión ayudando a su padre los fines de semana, finalmente se hizo cargo de la empresa con su hijo, Freddy. Fred Jr. tiene un título en ingeniería mecánica además de ser maquinista de Red Seal y fabricante de herramientas y troqueles y se enfoca en este aspecto de este negocio. Su hijo Freddy es un maquinista certificado por Red Seal y se concentra en las operaciones y la producción. Juntos, el dúo de padre e hijo ha ampliado las capacidades de fabricación y acabado automatizados de la empresa, convirtiéndola en una ventanilla única para todas las necesidades de fundición a presión de sus clientes. Simalex también ofrece fabricación de herramientas de servicio completo, completo con ingeniería y diseño para servicios de fabricación.

"Somos una empresa pequeña en cuanto a la cantidad de nuestro personal, pero estamos altamente automatizados", dijo Fred Jr. "La automatización del taller nos ha brindado la flexibilidad para ajustar los ciclos de producción de cortos a largos y cambiar a diferentes aleaciones cuando sea necesario". Nuestra flexibilidad y agilidad son lo que nos hace especiales".

En el taller, Simalex tiene máquinas de fundición a presión Toshiba de cámara fría y cámara caliente que varían en tamaño de 300 a 900 toneladas estadounidenses.

La fundición a presión en cámara fría es un proceso de fabricación preferido para metales que tienen puntos de fusión altos, y es utilizado por la mayoría de los principales fabricantes de piezas de la industria. Por lo general, estos metales incluyen aleaciones de aluminio, latón y cobre. La maquinaria de cámara fría requiere equipo adicional, generalmente un horno externo y una cuchara para verter el metal en la máquina, para la fundición a presión. El metal fundido se debe verter en la cámara directamente, ya sea a través de un sistema de cuchara o manualmente. Una vez que el metal fundido se carga a un volumen suficiente, se inyecta en la matriz a través de un émbolo hidráulico de alta presión. Los requisitos de presión para las piezas fundidas en cámara fría suelen ser más altos que los de las piezas fundidas a presión en cámara caliente.

La maquinaria de cámara caliente contiene el crisol de aleación como parte de la propia máquina y utiliza un cuello de ganso para inyectar material del crisol en la matriz. Las partes internas de la máquina emparejan el émbolo y el puerto para controlar la cantidad de metal fundido que se inyecta en la matriz. Cuando el puerto se sella, el metal descansa en la cavidad para enfriarse y solidificarse. A continuación, el émbolo se retrae y la fundición en sí se puede quitar una vez que se abre la matriz. Este diseño permite que la fundición a presión en cámara caliente sea un proceso continuo. Debido a que el crisol es interno, la maquinaria de cámara caliente se utiliza para materiales con puntos de fusión más bajos. Las aleaciones se limitan a materiales que no erosionan ni disuelven el metal de la máquina cuando se someten a calor o alta presión. Los materiales típicos utilizados en la fundición a presión en cámara caliente son las aleaciones de zinc, plomo y magnesio. Para la cámara caliente, el taller se enfoca principalmente en aleaciones de zinc, particularmente en las aleaciones de zinc 3, 5 y 8.

En el taller, Simalex tiene máquinas de fundición a presión Toshiba de cámara fría y cámara caliente que varían en tamaño de 300 a 900 toneladas estadounidenses.

Es este proceso continuo lo que hace que la fundición a presión sea una gran opción para la producción de alto volumen. Dependiendo de la configuración de la pieza, el mecanizado CNC puede ser una opción bastante costosa, sin mencionar que consume mucho tiempo.

"Lo que normalmente tomaría de 10 a 15 minutos para mecanizar, podemos moldear en unos 30 segundos", dijo Fred Jr. "Tiende a ser un proceso mucho menos costoso con un alto nivel de repetibilidad. Ahora hay algunas concesiones con troquel fundición, particularmente cuando se trata de resistencia, ya que no podemos tratar térmicamente nuestras aleaciones en este momento, pero es principalmente el costo y el volumen lo que impulsa la demanda".

Da el ejemplo de una tirada de 300.000 piezas. Fred Jr. estima que no hay suficientes tiendas en Vancouver continental que puedan manejar ese volumen. Sin embargo, es perfectamente adecuado para la fundición a presión y Simalex podría manejarlo fácilmente. Con tiradas tan grandes, es necesario optimizar la producción. Esta es la razón por la que Simalex ha configurado su taller en celdas de máquinas de fundición a presión.

"Las celdas de la máquina de fundición a presión tienen todas las operaciones de recorte necesarias", dijo. "Tenemos rociado robótico, extracción robótica, transportadores de enfriamiento y una prensa de recorte, todo dentro de la celda. Desde allí, el componente pasa a cualquier proceso secundario que se requiera. En algunos casos, va a nuestro departamento de mecanizado CNC. Otras veces, simplemente va para un poco de desbarbado o inspección adicional, o incluso directamente en acabado vibratorio o granallado, seguido de cromado, anodizado, recubrimiento en polvo o ensamblaje".

El año pasado, la empresa se centró en incorporar internamente algunos de sus servicios subcontratados, en particular sus servicios de mecanizado. Una de las razones es que se deben mantener grandes cantidades de inventario en los pisos de sus proveedores para adaptarse a los requisitos de entrega JIT de sus clientes.

"Hasta este año, habíamos contratado y utilizado la capacidad, más del 50 por ciento, de los talleres de maquinaria calificados capaces de suministrarnos en el área local", dijo Fred Jr. "Se volvió realmente agotador controlar la entrega y la calidad".

Explicó que no poder controlar las entregas en el marco de tiempo que la empresa requería a un precio específico era un gran desafío y, aunque la empresa no tenía muchos problemas de control de calidad, aún estaba en la mente de Fred.

"Tenemos controles de calidad, especialmente porque nuestros talleres de servicio son una extensión de nuestra empresa y están sujetos a auditorías de calidad, pero aún no es nuestra empresa", dijo Fred Jr. "Siempre hemos tenido un departamento de mecanizado CNC en -house, pero recientemente decidimos expandirnos en eso. Compramos dos nuevos centros de mecanizado CNC adicionales con capacidad de 4 ejes este año y continuamos expandiendo nuestra capacidad con la idea de traer mucho de ese mecanizado de vuelta internamente. "

Más allá de las máquinas CNC, la empresa cuenta con una serie de máquinas manuales, incluidas máquinas roscadoras, taladros, prensas, punzones y una estación de rectificado. Pero siempre está buscando nuevas oportunidades de inversión.

"Tenemos el objetivo general de ver hasta dónde podemos impulsar nuestra capacidad", dijo Freddy. "Estamos tratando de averiguar cuál es el mejor lugar para colocar nuestra inversión. Hay tantos equipos disponibles y tantas opciones sobre dónde podríamos invertir. Creo que uno de nuestros próximos pasos es tratar de adquirir una línea de cromato y recubrimiento en polvo. Realmente me gustaría que nos concentráramos en alejarnos de la subcontratación con proveedores externos, como lo hemos hecho con nuestro taller de máquinas. Hay tanto ahorro de costos, traer recubrimientos y otros servicios internamente es una gran ventaja. "

La fundición a presión es un proceso continuo que lo convierte en una excelente opción para la producción de alto volumen.

Con las nuevas máquinas CNC, la compañía contrató recientemente a un maquinista CNC de Red Seal para enfocarse realmente en este lado del negocio y llenar las máquinas hasta su máxima capacidad. Freddy señaló que el taller ha tenido problemas para encontrar trabajadores calificados para operar la maquinaria, por lo que Simalex está constantemente buscando nuevos empleados con una buena ética de trabajo y ganas de aprender.

La incorporación de la automatización en el taller ha ayudado a Simalex a lidiar con la escasez de mano de obra.

"El desbarbado robótico es algo que realmente me gustaría tener en el taller lo antes posible", dijo Fred Jr. "A veces, usar un robot en lugar de una máquina CNC para un mecanizado simple es la mejor manera de hacerlo. A veces, con un desbarbado específico requisitos como acabado de corte, podríamos usar un brazo robótico en lugar de un operador humano para realizar esa tarea. Ciertamente estamos buscando robots más rápidos y mejorados en el taller".

Fred Jr. explicó que el año pasado fue difícil para la compañía, ya que perdió a 12 de sus empleados más antiguos por jubilación. No solo fue un desafío encontrar trabajadores para reemplazarlos, sino que también provocó una fuga de cerebros en el taller. El desarrollo de celdas de trabajo y la automatización del taller, junto con un ERP actualizado, permiten a la empresa colocar trabajadores nuevos y menos experimentados en las celdas porque el equipo controla la velocidad y la consistencia del proceso con respecto a los estándares de fabricación especificados por sus clientes.

"Hay pocos fundidores a presión cerca de nosotros, por lo que la capacitación y la educación que se ofrecen para la fundición a presión son limitadas", dijo Freddy, quien se concentra en desarrollar programas de capacitación internos, con la ayuda de NADCA, para los nuevos empleados.

Los nuevos empleados pueden tardar más de seis meses en poner en marcha máquinas básicas de fundición a presión y años en ser competentes en la resolución de problemas de piezas fundidas, razón por la cual perder empleados de toda la vida fue un gran desafío.

"Mirando hacia el futuro, en el futuro me gustaría ocuparme de algunas adquisiciones de empresas que puedan respaldar nuestra cadena de suministro para que podamos ofrecer todos los servicios requeridos pero con un control total de la calidad y la entrega", dijo Fred Jr. "Actualmente nuestro el crecimiento está siendo limitado por la capacidad de nuestros proveedores para producir el valor agregado que necesitan nuestros clientes Al concluir este ciclo comercial actual, creo que Simalex se ha posicionado como una empresa competitiva muy fuerte que es capaz de enfrentar los desafíos que se avecinan. "

Se puede contactar con la editora asociada Lindsay Luminoso en [email protected].

Fotos cortesía de Simalex, www.simalex.com