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Informe de aplicación

RSD Polytec confía en la nueva serie EPDBEH de MOLDINO para el fresado de alto brillo

"El proyecto no habría sido posible sin las fresas de MOLDINO"

La empresa RSD Polytec GmbH de Bad Säckingen es especialista en moldes para óptica ligera. Recientemente, la empresa ha empezado a utilizar las nuevas fresas de punta esférica EPDBEH de MOLDINO para el acabado fino. Ahora sólo se necesita una herramienta para fresar una gran superficie reflectante sin apenas desgaste.

El mecanizado de precisión tiene una larga tradición en la actual empresa de fabricación de moldes RSD Polytec GmbH. Fundada en 1964 por Karl Klausmann en Schwörstadt, en el sur de Baden, la empresa de fabricación de moldes y matrices tiene su sede desde hace unos cuatro años en su ubicación actual a orillas del Alto Rin, en la cercana Bad Säckingen. A lo largo de las décadas, la empresa se ha convertido en un fabricante de alta tecnología de moldes de inyección pequeños y medianos de alta precisión, así como de herramientas de punzonado y plegado. Desde 2014, la fabricación de moldes forma parte del grupo RSD. La cooperación y adquisición de una renombrada empresa de fabricación de moldes y matrices era el siguiente paso natural para que la empresa siguiera creciendo en el campo de la tecnología de moldeo por inyección y reforzara esta área con el alto nivel de experiencia de Karl Klausmann GmbH.

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El gerente Jürgen Klausmann (izquierda), el maquinista Raphael Thoma, el programador CAM Stefan Hribar, el jefe de fabricación de moldes Frank Albiez y el optimizador de procesos Johannes Zimmermann de MOLDINO (derecha).

La erosión ya no era lo suficientemente precisa

Hace unos cinco años, la empresa de Baden empezó a pasarse al fresado HSC y, en particular, al mecanizado en materiales templados con herramientas de metal duro del fabricante japonés MOLDINO (entonces MMC HITACHI Tool). "A partir de entonces, utilizamos estas fresas de alta precisión para cada vez más zonas de cavidades que hasta entonces sólo habíamos erosionado", explica el director de fabricación de moldes Frank Albiez, describiendo la evolución. Al principio sólo se utilizaba la óptica de luz para el pulido por electroerosión, subraya. Las máquinas HSC de años anteriores no eran lo suficientemente precisas. El gran avance se produjo hace dos años con la adquisición de la nueva Exeron HSC MP11/5 de 5 ejes, que puede aprovechar al máximo su precisión y dinámica en la nave, cuya temperatura está controlada a +/- 2 °C. "El impulso para esta inversión vino del cliente", recuerda el Director General Jürgen Klausmann.

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Superficie reflectante de una guía de luz superficial tras el mecanizado con fresas esféricas de metal duro de la serie EPDBEH de MOLDINO.

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Probado y aprobado: Todas las superficies reflectantes de los moldes para óptica luminosa se fabrican ahora en RSD Polytec con la serie de fresas EPDBEH de MOLDINO.

"Se requería un nivel de precisión muy elevado para la óptica luminosa, que no podía alcanzarse con el anterior pulido por erosión de la óptica luminosa". Por tanto, aquí también era necesario el fresado. Ahora era posible con la MP11/5 de alta precisión. "Para fresar superficies reflectantes, el acabado final debe realizarse a las velocidades más altas posibles y con una elevada dinámica de máquina", explica el director de producción Albiez.

Antes era imprescindible trabajar con herramientas hermanas, sobre todo para grandes superficies, porque la vida útil de las fresas era insuficiente. "Sin embargo, el desplazamiento al cambiar de herramienta es mínimo, ya que la fresa deja de cortar correctamente el material al final de su vida útil". Antes, había que homogeneizar manualmente esta transición y, a continuación, pulir toda la superficie hasta dejarla brillante. Gracias a la mayor vida útil de las fresas, ahora se pueden fresar grandes superficies con una sola herramienta, reduciendo así los costes del laborioso pulido manual. No obstante, siempre hay que encontrar un equilibrio entre los tiempos de funcionamiento muy largos de la máquina y el trabajo de pulido manual: las superficies pequeñas se fresan completamente hasta obtener un alto brillo, mientras que las superficies grandes se pulen al mínimo en favor de tiempos de funcionamiento más cortos de la máquina.

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Abrillantador: dos filos de corte, cada uno con un ángulo de separación de dos etapas, y el innovador nano-recubrimiento TH3 son las características de estas fresas de punta esférica de metal duro EPDBEH de MOLDINO.

La razón: el TH3 es una nanocapa con un tamaño de grano extremadamente fino, inferior a 10 nm. Esto significa que las partículas del recubrimiento se desprenden mucho menos que con un recubrimiento convencional. La serie EPDBEH cubre una amplia gama de diámetros de 0,1 a 12 mm, con longitudes efectivas de hasta un máximo de 20 x D. La excelente concentricidad de las fresas y las tolerancias de fabricación extremadamente bajas, que se sitúan en el rango de μ de un solo dígito, también son importantes para el resultado del mecanizado y la fiabilidad del proceso.

Objeto de ensayo: molde multicavidad

Se iba a utilizar un molde de varias cavidades para probar si las nuevas fresas de punta esférica cumplen su promesa en la práctica. El molde se utiliza para moldear por inyección una placa transparente para un componente de automoción. Se trataba de una cavidad de aproximadamente 120 mm x 100 mm y 30 mm de profundidad con una tolerancia de +/- 0,01 mm y una superficie reflectante. El material utilizado era 1.2344 con 52 HRC.

Nano-recubrimiento ultrafino como factor del éxito

Esta era la situación a principios de 2021, y aquí es donde entra Johannes Zimmermann de MOLDINO. Como optimizador de procesos, como se conoce a los ingenieros de aplicaciones de MOLDINO, lleva más de ocho años apoyando al departamento de fabricación de moldes de RSD Polytec. Gracias a sus visitas regulares, conocía el problema: su solución fueron las nuevas fresas de bola de la serie EPDBEH (Epoch Deep Ball Evolution Hard). Estas herramientas de metal duro macizo tienen dos filos de corte, cada uno con un ángulo de separación. Esta geometría está especialmente diseñada para aceros duros y ultraduros de hasta 68 HRC. El primer ángulo de paso detiene el avance del desgaste. MOLDINO denomina a este efecto "doble cara" y mejora la precisión del contorno a la vez que minimiza el desgaste. Junto con el nano-recubrimiento TH3 de nuevo desarrollo, la vida útil de la herramienta se multiplica con creces: "El nuevo recubrimiento TH3 nos permite trabajar a una velocidad de corte mucho mayor sin un desgaste significativo de la herramienta. Esto nos permite conseguir una calidad de superficie significativamente mayor", subraya Johannes Zimmermann.

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Con más de 200 artículos en el rango de diámetros de 0,1 a 12 mm y una longitud útil de hasta 20 x DC, se cubre una amplia gama de aplicaciones. Gracias al recubrimiento especial TH3, es especialmente adecuado para aceros duros de hasta 68 HRC.

Junto con el programador de CAM Stefan Hribar, Zimmermann afinó los pasos de mecanizado, los datos de corte y la selección de herramientas. La programación (y el diseño) se realizan en Bad Säckingen con el software 3D TopSolid 7 del especialista francés en CAD-CAM del mismo nombre.

Las pruebas se realizaron en la Exeron HSC MP11/5 con una cantidad mínima de lubricación, junto con el operario de máquina Raphael Thoma. "Antes, solíamos desbastar, preacabar y acabar, es decir, tres procesos", dice Hribar, explicando el trabajo de optimización conjunto. "Con las nuevas fresas, se añadió un cuarto, el acabado fino".

Como antes, el fresado se realizó en 3+1 ejes con un eje B inclinado, y la empresa de Baden eligió un diámetro relativamente pequeño con bolas de 0,4 mm. Se mantuvo la estrategia de acabado en TopSolid 7, el avance se redujo ligeramente en favor de la calidad de la superficie. "Por otro lado, hemos aumentado considerablemente la velocidad de corte a 51 m/min gracias al recubrimiento TH3". Además, se ajustó la configuración de tolerancia en el CNC Heidenhain y se armonizó con la del CAM.

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Think tank en el escritorio: el programador CAM Stefan Hribar en su estación de trabajo en RSD Polytec. En este caso, el molde de una guía de luz plana está abierto en TopSolid 7.

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Salto cuántico: el operario de máquina Raphael Thoma en el centro de mecanizado de 5 ejes Exeron HSC MP11/5, que ha llevado el mecanizado en duro HSC con fresas MOLDINO a un nuevo nivel.

Esto es tanto más notable cuanto que el material utilizado es 1.2343 ESU del proveedor de servicios Contura. Esta aleación se produce a partir de un material de partida en polvo que incluye canales de refrigeración cercanos al contorno mediante el proceso SLS (fusión selectiva por láser). Este material es conocido por ser relativamente difícil de mecanizar. Frank Albiez resume: "Sin las nuevas fresas, un proyecto como éste no habría sido posible, al menos no con esta calidad".

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El moldeo por inyección de precisión con una gran complejidad y superficies visibles plantea grandes exigencias a la fabricación de moldes. Una mayor eficiencia en el mecanizado puede reducir drásticamente los costes.

Éxito del proyecto gracias a las nuevas fresas

El resultado fue más que convincente. "Tras el acabado con una sola fresa EPDBEH, nuestro pulidor se limitó a repasar con la pasta de 3μm y 1μm, y obtuvimos una superficie de alto brillo perfecta y dimensionalmente precisa". Tras algo menos de dos horas de fresado, no había signos de desgaste en la herramienta. Hribar sigue impresionado de que todo funcionara según lo previsto Ya no fueron necesarias cinco operaciones de pulido, que implicaban lijar con diferentes tamaños de grano. Antes, la pulidora necesitaba tres horas por cavidad, ahora basta con una hora. El análisis de costes realizado para el pulido en este proyecto mostró un ahorro de casi el 30 %.

"A pesar de todas las ventajas de las fresas EPDBEH, no habríamos llegado a donde estamos ahora tan rápidamente sin el excelente apoyo de MOLDINO y la extraordinaria asistencia de Johannes Zimmermann", está seguro Frank Albiez. "Ahora fresamos todas las superficies reflectantes con la serie EPDBEH". El director de fabricación de herramientas señala un proyecto actual: una herramienta para una guía de luz plana. "Con esta superficie de espejo comparativamente grande, pudimos incluso reducir a la mitad el esfuerzo de pulido". La fresa de punta esférica de 4 mm de la serie EPDBEH tardó siete horas en completar la superficie de espejo de la cavidad de aproximadamente 600 mm x 300 mm de tamaño y 60 mm de profundidad. A pesar de una velocidad de corte de 214 m/min, la fresa no mostró ningún desgaste.

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No es necesario pulir: este núcleo de molde fresado de alto brillo es una pieza típica para la que RSD Polytec confía en las fresas MOLDINO.

¡La cooperación es la clave del éxito!

RSD Polytec

Naturalmente, RSD Polytec también produce moldes para el grupo RSD. Sin embargo, la producción se centra en clientes externos, principalmente del sector de la automoción. Junto con los clientes se desarrollan y fabrican productos técnicos, por ejemplo, elementos de fijación, así como sofisticadas piezas de diseño u ópticas de iluminación. Los moldes de inyección de alta precisión para ópticas de iluminación son una de las principales competencias de RSD Polytec. La empresa, con sede en Baden, se ha labrado una excelente reputación en este campo durante los últimos diez años. "Estos moldes no son especialmente difíciles en cuanto a su estructura mecánica. Pero la precisión dimensional y el acabado superficial tienen que ser realmente perfectos", subraya el Director General Jürgen Klausmann. "Nuestros clientes conceden el máximo valor a este aspecto y nos hablan específicamente de ello".

www.rsdpolytec.de

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