Punzonadora de bobinas combinada con corte por láser: sistemas de corte combinados con máquinas independientes

A veces, parecía que las empresas que querían resolver un problema como la productividad o la eficiencia estaban obligadas a dejar a un lado la flexibilidad. 

La introducción del láser resolvió este dilema en las punzonadoras a partir de bobina añadiendo una enorme flexibilidad a un proceso ya muy eficiente y aumentando la productividad del sistema con respecto a la utilización solo de la punzonadora a partir de bobina, y aún más con respecto a la punzonadora a partir de formato. 

Para realizar volúmenes considerables, las empresas que trabajaban la chapa a partir de formatos recurrían a las líneas de moldeado y perfilado para aumentar la productividad, pero lamentaban tener que perder flexibilidad durante el tiempo necesario para cambiar las series de rodillos. 

Otras veces, las empresas que producían soportes y accesorios de chapa dejaban el formato para pasar a las líneas de moldeado a partir de bobina, muy productivos, pero que exigían usar una matriz diferente para cada producto. 

Estos tiempos de parada para el cambio de producto reducían la productividad si los lotes eran pequeños. 

Antonio Zambelli es el director de FEMI-CZ SpA, una magnífica empresa de Rovigo y cliente nuestra desde hace más de veinte años. Actualmente, trabaja como empresa conjunta en Joint Venture con el grupo alemán Niedax. Activa desde 1973, empezó a crecer en los años ochenta utilizando perfiladoras Dallan para producir perfiles para sistemas portacables y estructuras portantes de gran calidad. 

En este tipo de producción, es necesario producir también una cantidad de pequeños accesorios de chapa. La empresa recibía con bastante frecuencia pedidos de perfiles con perforaciones especiales, ya que es líder en el sector de suministros de sistemas de portacables a la medida y tenía que responder a las demandas específicas de los clientes. 

Las líneas de producción incluían prensas de punzonado con matrices de paso, pero la tecnología de las matrices específicas no ofrecía una gran flexibilidad.

Por eso, decidieron invertir con nosotros en un sistema de punzonado y de corte láser simultáneo Coil To Combo. 

También aquí, el sistema incluía una punzonadora paramétrica servo-eléctrica y, separado por un buffer, un sistema de corte láser con sistema de visión. 

La solución, gracias al sistema de visión integrado con corte láser, permitía completar el corte de los paneles pre-punzonados y la punzonadora seguía trabajando en la preparación. 

El punzonado paramétrico a partir de bobina permite, como hemos visto, obtener un punzonado mucho más rápido, disminuyendo los tiempos de corte y de carga y descarga de las piezas. 

El láser aporta la misma flexibilidad que un sistema a partir de formato y, realizando el corte láser en tiempo enmascarado, la línea es cada vez mucho más productiva que cualquier sistema tradicional. 

En el caso de FEMI-CZ, aportamos otro elemento de flexibilidad. En efecto, algunos productos no necesitaban el corte láser y, por tanto, el módulo final se quedaba sin utilizar. 

Pero añadimos un sistema de descarga entre las punzonadoras y el láser para poder utilizar la punzonadora y el láser de forma independiente si se desea. La punzonadora trabaja a partir de bobina y los productos punzonados y cortados a medida se apilan directamente después de la punzonadora. 

De manera simultánea, la máquina de corte láser se puede usar cargándola con formatos de chapa independientes en el transportador de rodillos de entrada. 

En efecto, ¡nuestro sistema de corte láser con sistema de visión es todavía hoy el único que se puede utilizar a partir de cinta o de formato! 

Aquí tenemos un testimonio de Antonio Zambelli, administrador delegado de FEMI-CZ: 

“ Nuestra colaboración con Dallan, tanto con la familia como con la empresa, nació hace más de veinte años y estoy convencido de que seguirá dándonos muchas satisfacciones. El tiempo invertido en la puesta en marcha de la nueva línea CXN combinada hoy le está dando a nuestra empresa grandes resultados en cuanto a flexibilidad y ahorro en diversos aspectos. FEMI-CZ fabrica no solo productos estándares, sino también productos a medida, que día tras día se tiene que “inventar” y organizar, respetando los plazos y los costes. La respuesta que hemos encontrado a nuestras exigencias, tanto para la producción estándar como a la medida, fue esta máquina combinada Dallan, que se diseñó como “dos máquinas en una” aumenta todavía más la posibilidad de uso, optimizando así la inversión. ” 

Antonio Zambelli

En este enlace, se puede ver la máquina combinada con módulos independientes en funcionamiento: 

CASO DE ESTUDIO – producción de piezas especiales para estanterías con punzonadoras y láser a partir de bobina 

El testimonio de Günter Knecht, director de producción de BITO Lagertechnik, resulta muy interesante para explicar el concepto de flexibilidad aplicada al sistema Coil to Combo. 

“Bito-Lagertechnik-Bittmann GmbH es uno de los líderes europeos en el sector de los sistemas de almacenamiento. En los establecimientos de Meisenheim y Lauterecken, Bito aplica un programa de producción muy innovador, orientado al cliente y a alcanzar la más alta calidad, en una superficie de 140.000 m2. 

Trabajamos alrededor de 70.000 toneladas de chapas de acero al año. 

Las innovaciones aportadas a la producción se activan siempre con las demandas específicas del mercado, como la de punzonar y cortar con láser a partir de bobina. 

En este caso, nuestra intención era mejorar nuestra capacidad de producir pequeños lotes, piezas especiales, prototipos, muestras, así como responder a una gran demanda de flexibilidad y producir piezas especiales según las peticiones específicas de los clientes. 

La exigencia de nuevos productos o de productos expresamente adecuados a las necesidades de los clientes requería la flexibilidad de nuestra producción. Cuando se planifican sistemas de estanterías, la coordinación con otros departamentos resulta esencial. La automatización, la conexión con los sistemas de transporte, sistemas de lubrificación, cableado, además de la integración de diferentes sistemas de almacenamiento necesitan una optimización y adaptaciones continuas de los componentes relacionados con el proyecto. Era necesario poder ajustar nuestra producción a estos requisitos todo el tiempo. 

Pero queríamos combinar esta gran flexibilidad con una intensa productividad.

Así se nos presentó una y otra vez una importante pregunta durante la planificación de la inversión: ¿producción a partir de formato o de bobina? 

En las tecnologías para almacenamiento, los componentes presentan a menudo un largo superior a 3000 mm. Por eso, la producción de piezas especiales representa un reto cuando se trabaja a partir de formato. 

Por experiencia, sabemos que el trabajo a partir de bobina permite producir piezas estándares o piezas a medida en cantidades muy grandes. Por eso, valía la pena investigar e invertir en sistemas de producción innovadores a partir de bobina. 

Al hacerse más pequeños los lotes de producción ante las demandas especiales de los clientes, también era necesario producir las piezas especiales de forma económica. Para conseguirlo, debíamos ser capaces de producir estas pequeñas cantidades de forma económica y flexible: el reto diario de los responsables de producción. 

Otras preguntas están al orden del día, cuando se planifican piezas especiales y pequeñas cantidades: 

• ¿Producir a partir de bobina o de formato? 
• ¿Utilizar matrices especiales caras u optar por una compleja producción de piezas únicas? 
• ¿Cómo valorar la productividad, el coste por unidad, la economía del ciclo de producción?

Debido al tamaño de los componentes, a menudo de más de 3000 mm, la producción a partir de bobina es, seguramente, la más ventajosa. La gestión de chapas a partir de formato con un tamaño de más de 3000 mm resulta mucho más difícil y cara. Además, con frecuencia, la producción de estos formatos implica tiempos de entrega muy largos y nada adecuados para la planificación industrial. Por lo general, cuando se trabaja a partir de formato el uso del material no es muy bueno. Sin embargo, cuando se trabaja a partir de bobinas, la utilización del material es siempre excelente gracias al largo de la bobina ya cortada. 

Por otra parte, cada vez tenemos una mayor demanda de producción de prototipos para hacer pruebas. Además, antes de lanzar los proyectos más grandes, tenemos que realizar pre-series para las pruebas de carga estática. Y, cada vez con más frecuencia, es preferible realizar pre-series de muestreo antes de planificar la inversión en matrices especiales que serían difíciles de modificar. 

Por todos estos motivos, decidimos optar por la producción flexible a partir de bobina. 

Antes de invertir en el sistema combinado punzonadora-láser a partir de bobina Dallan, estas piezas se fabricaban de diversas formas. Antes que nada, había que planificar y ponerse de acuerdo para la preparación del trabajo y la planificación interna para verificar los recursos y las herramientas necesarias.

La primera opción era fabricar los componentes con matrices provisorias, en líneas de trabajo temporales o auxiliares según un proceso muy complejo de varias fases. Por ejemplo, las partes se fabricaban utilizando herramientas ya existentes cuando era posible y después añadíamos punzonados, perforaciones o escotaduras especiales con otros ajustes y manipulaciones de la pieza. 

Esto provocaba importantes problemas con la producción estándar: 

• Gran derroche de energía a nivel de la organización interna 
• Costes elevados de los componentes 
• Plazos de entrega interminables para esperar la entrega de las matrices de prueba 
• Costes de las herramientas fuera de control 
• Gran derroche de energía para cambiar y adaptar los componentes continuamente 
• Plazos de entrega y cambio de producción demasiado largos 

La segunda opción era la de fabricar estas piezas especiales en una punzonadora a partir de formato. Se trata de una solución conveniente para piezas únicas o pequeñas cantidades. Pero presenta inconvenientes como la poca calidad de los bordes del corte o la necesidad de desbarbar las piezas. Para obtener el mismo número de piezas, se necesitaba más materia prima debido a los residuos y el tiempo de producción era relativamente largo. El mayor problema de BITO era la limitación del largo de los componentes. Nuestras punzonadoras pueden gestionar, como mucho, formatos con un tamaño máximo de 1500×3000 mm. Por tanto, esta tecnología de producción no estaba adaptada a las piezas de tamaño superior a los 3000 mm. 

Por tanto, estos son los problemas de producción en punzonadoras y mordedoras a partir de formato: 

• Limitación de las dimensiones de los componentes a un largo máximo de 3000 mm 
• Costes de los materiales más elevados debido a una mayor tasa de residuos 
• Complejidad de la gestión logística y traslado de los paquetes de formatos 
• Necesidad de desbarbar las piezas 
• Costes por unidad de producto muy elevados 

La tercera opción era comprar productos del exterior. En este último caso, el aprovisionamiento de materiales y los plazos de entrega representaron a menudo un gran reto. Los componentes también se podían producir externamente con máquinas más grandes, láseres de superficie plana o punzonadoras. Pero, en todos los casos, se necesitaban formatos de grandes dimensiones, correspondientes al largo de la pieza. Además, era necesario controlar continuamente la conformidad de la calidad de las piezas. Por tanto, teníamos que añadir el coste de los controles de calidad internos y externos. A menudo, los costes de las piezas eran un múltiplo del coste de nuestros componentes estándares. Además, los costes de procesos internos eran elevados cuando teníamos que adaptar y modificar los diseños de las piezas. Las posteriores entregas de partes que faltaban en los procesos de producción eran otro problema importante de esta posible alternativa. 

Estos eran los problemas con la producción externa: 

• Largo limitado – también para producción externa 
• Largo de los componentes superior a 3000 mm solo en máquinas especiales y con paneles de dimensiones especiales 
• Costes elevados 
• Los plazos excesivos de aprovisionamiento de formatos con características mecánicas especiales conformes con las especificaciones (límites de elasticidad, etc.). Por lo general, el aprovisionamiento de bobinas especiales es más fácil y rápido comparado con los formatos 
• La coordinación de los procesos de seguimiento de la producción, a menudo, es crítico en lo referente al tiempo. Por ejemplo, el tiempo de desbarbado de los bordes internos o del transporte de las piezas cortadas con láser externo para los acabados necesita un intensivo trabajo de organización 
• Coordinación de las tolerancias con la parte de producción realizada en el exterior es compleja. 
• Entregas posteriores de piezas que faltan y partes sin tolerancia son difíciles. 

Así, definimos los objetivos para esta nueva inversión: 

• Mejora de los costes con respecto a la producción actual y flexibilidad para fabricar piezas especiales 
• Gran flexibilidad para la producción de pedidos de piezas especiales, con una mínima inversión en herramientas 
• Aumentar nuestra productividad de piezas especiales y pequeños lotes 
• Reducir el tiempo de reacción para fabricar las piezas especiales 
• Reducir los plazos de entrega para estas piezas especiales
• Utilización de materiales a partir de bobina, que ya utilizamos para las producciones en serie 
• Seguridad 
• Optimización del proceso de producción 
• Mejora de los procesos posteriores, posibilidad de adaptar las piezas de forma flexible 
• Producción de muestreos directamente en el local 
• Producción de muestreos antes de fabricar las matrices especiales y posibilidad de hacer pruebas para mejorar las formas de las matrices especiales 
• Mejora de la logística global del proceso de productos especiales y lotes pequeños 

Además, queríamos reducir el time to market de las piezas producidas bajo pedido y el plazo de realización de proyectos críticos, como la producción de prototipos, muestreos, productos para pruebas de carga y pruebas estáticas. 

Además: 

• dado que los costes de las herramientas eran bajos o incluso cero, se podían producir nuevos productos de forma rápida y económica. 
• en los proyectos había con frecuencia piezas sueltas.
• en la investigación y el desarrollo, a menudo, no disponemos de datos precisos sobre la cantidad que hay que producir, de ahí la necesidad de hacer mejoras continuas posteriormente. Con la tecnología tradicional, esto habría aumentado los precios de los prototipos de forma considerable. 

Cuando debemos producir grandes cantidades y componentes estándares, partimos siempre de bobinas con máquinas y herramientas especiales. Generalmente con prensas, matrices especiales y procesos de perfilado de refuerzo. Estamos equipados para este tipo de producción y este tipo de proceso no cambia, ni siquiera después de la introducción del sistema DALLAN. 

La solución de Dallan nos permitía producir cantidades medianas y pequeñas de componentes especiales, componentes únicos incluidos con largos superiores a 3000mm. Podíamos responder a peticiones específicas del cliente con gran flexibilidad y realizar prototipos y piezas únicas, y además de accesorios para grandes proyectos. Con la máquina de láser y punzonado Dallan, tenemos la flexibilidad que ofrece la combinación de la tecnología de punzonado y el láser. Además, trabajamos a partir de bobina y, por tanto, podemos producir componentes largos bajo pedido sin desperdiciar material. 

Por lo general, disponemos de las bobinas necesarias para la producción de componentes especiales para la producción de piezas estándares en nuestro almacenamiento, o podemos conseguirlas en poco tiempo. Por tanto, tenemos siempre la calidad de los materiales bajo control. Las perforaciones estándares y los escantonados se pueden realizar en la parte punzonadora con ayuda de herramientas estándares del comercio, que son económicas y fáciles de conseguir. 

Mucha de esta flexibilidad viene dada por la punzonadora, que incluye tres arcos portaherramientas de punzonado, con 25 herramientas en total. En estos arcos, caben las herramientas tipo estándar de torre alta. Se pueden adquirir de diferentes proveedores (por ejemplo, la empresa PASS) y están disponibles en muy poco tiempo. Las estaciones disponibles presentan un diámetro de 12 a 150 mm y cuatro de las herramientas son rotativas. 

En las herramientas más grandes, podemos incluir herramientas estándares con formas especiales y punzonados múltiples con una potencia de corte de hasta 200kN. Estos arcos portaherramientas son móviles en el eje transversal de control numérico. De este modo, las herramientas se colocan automática y rápidamente en el campo de trabajo de la máquina. 

Con la segunda parte de la máquina, el modulo láser, se completan los trabajos especiales en la pieza. Con esta combinación de punzonadora y láser tenemos una flexibilidad muy elevada y una excelente productividad. 

Una de las grandes ventajas es la rapidez en la pre-elaboración que se realiza antes de entrar en producción. Del diseño a la fabricación de la primera pieza buena o del pedido a la entrega de las primeras series, solo pasan unas horas. 

Aquí tuvimos un ejemplo magnífico durante la instalación de la máquina: en una de nuestras obras, se habían entregado piezas dañadas y recibimos una reclamación por este motivo. Como de costumbre, un proveedor externo fabricaba las piezas de recambio y Brito las reelaboraba y las plegaba. El plazo de entrega estimado era de 15 días a partir del pedido, incluido el tiempo para encontrar el material, el plazo de elaboración externa, el corte, el envío a Bito, los trabajos de plegado en Bito y el envío de las piezas a la obra. 

De inmediato, pudimos comprobar in situ cómo nos podía ayudar la flexibilidad del nuevo sistema Dallan. Solo una hora después de la elaboración del diseño en DXF con ayuda del programa de programación, gracias a la instalación de la nueva bobina en la máquina, la primera pieza producida ya estaba preparada para el control de calidad. Después de obtener la autorización, empezamos con la producción y las piezas se enviaron a la obra el mismo día. 

El sistema de embalaje incluido después de la punzonadora y después del módulo láser también satisface en este caso las exigencias de flexibilidad y productividad. 

Estas son las ventajas del trabajo a partir de bobina con la nueva instalación Dallan. 

• Flexibilidad 
• Optimización del material 
• Excelente productividad 
• Producción simultánea de punzonadora y láser 
• Plazos muy breves de cambio de producción 
• Trabajo continuo a partir de bobina (al contrario que el trabajo stop-and-go del formato) 
• Carga y descarga automáticas 

En la elaboración de pequeñas cantidades, continuamos utilizando las punzonadoras estándares a partir de formato. Pero, en estas condiciones, las cantidades realizadas en esas máquinas se reducirán y la producción de estas piezas se confiará cada vez más a la instalación de Dallan. ¡Con una buena programación, se pueden producir series muy reducidas de hasta 1 sola pieza! 

En estos primeros meses de desarrollo del proyecto y utilización de la instalación, hemos podido comprobar sus ventajas en el terreno.

Durante el proyecto, contamos con un excelente apoyo para configurar las máquinas. Nuestras peticiones se valoraron y se gestionaron en una colaboración perfecta. 

• Buen trabajo de equipo entre nosotros y Dallan, y buena gestión del proyecto 
• Excelente preparación de las pruebas en Dallan 
• Excelente gestión y organización durante todo el proyecto 
• Buen montaje e implementación de la instalación en BITO. El personal encargado del montaje e instalación de Dallan nos causó una gran impresión por su profesionalidad 
• Excelente formación 

¡Con mucho gusto, seguiremos trabajando con ellos! 

Nuestra experiencia con la instalación hasta ahora: 

• Nuestros colaboradores empezaron a utilizar la instalación y a comprender su funcionamiento rápidamente 
• Hemos conseguido la flexibilidad que queríamos 
• Los objetivos de reducción de costes y producción de piezas especiales y series pequeñas se han cumplido 
• Todos los procesos internos de estas producciones han mejorado considerablemente. Gracias a las características de la nueva instalación, las etapas de los procesos de producción están claramente definidas 
• Podemos eliminar por completo la compra de piezas especiales del exterior. Cubrimos nuestras necesidades con las tecnologías internas 
• Hemos reducido el coste por pieza según nuestras previsiones 
• En los próximos meses, queremos mejorar nuestra capacidad de utilización de la instalación, sobre todo: 
• Optimizar el uso del gas mejorando las configuraciones de corte 
• Pequeñas modificaciones en el programa por parte de Dallan y de Sigmanest 
• Formación adicional de los técnicos de Bito” 

Günter Knecht