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

May 26, 2023

Con cuatro generaciones de moldeadoras 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), las piezas fundidas a presión se encuentran entre los artículos producidos en masa de mayor volumen 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 según especificaciones estrictas, con superficies lisas o texturizadas, y son adecuados para una variedad de opciones de acabado.

En Canadá, particularmente en la región oriental, 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 y asumen proyectos de producción de corto y largo plazo para una amplia gama de aplicaciones industriales.

Simalex, una empresa de fundición a presión de alta presión ubicada en Langley, Columbia Británica, 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 de fundición a presión de América del Norte.

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

Fred Jr., quien comenzó su carrera en la 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 y fabricante de herramientas y troqueles de Red Seal y se enfoca en este aspecto de este negocio. Su hijo Freddy es un maquinista certificado de Red Seal y está enfocado en operaciones y producción. Juntos, el dúo de padre e hijo ha ampliado las capacidades automatizadas de fabricación y acabado de la empresa, convirtiéndola en una ventanilla única para todas las necesidades de fundición a presión de sus clientes. Simalex también ofrece servicio completo de fabricación de herramientas, con ingeniería y diseño para servicios de fabricación.

"Somos una empresa pequeña en términos de cantidad de personal, pero estamos altamente automatizados", dijo Fred Jr. "La automatización del taller nos ha dado la flexibilidad de ajustar tiradas de producción de cortas a largas y cambiar a diferentes aleaciones cuando sea necesario". . Nuestra flexibilidad y agilidad son lo que nos hacen especiales”.

En el taller, Simalex cuenta con 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 lo utilizan la mayoría de los principales fabricantes de piezas de la industria. Normalmente, estos metales incluyen aleaciones de aluminio, latón y cobre. La maquinaria de cámara fría requiere equipo adicional (normalmente un horno exterior y una cuchara para verter el metal en la máquina) para la fundición a presión. El metal fundido debe introducirse directamente en la cámara, ya sea a través de un sistema de cuchara o manualmente. Una vez que el metal fundido se carga hasta un volumen suficiente, se inyecta en el troquel 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 cisne para inyectar material del crisol en la matriz. Los componentes internos de la máquina combinan 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 pieza fundida se puede retirar una vez que se abre el troquel. Este diseño permite que la fundición a presión en cámara caliente sea un proceso continuo. Debido a que el crisol es interno, se utiliza maquinaria de cámara caliente 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 centra principalmente en aleaciones de zinc, en particular las aleaciones de zinc 3, 5 y 8.

En el taller, Simalex cuenta con 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 el que hace que la fundición a presión sea una excelente opción para la producción de gran volumen. Dependiendo de la configuración de la pieza, el mecanizado CNC puede ser una opción bastante costosa, por no mencionar que requiere mucho tiempo.

“Lo que normalmente tardaría entre 10 y 15 minutos en mecanizarse, podemos moldearlo 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 la fundición a presión, particularmente en lo que respecta a la resistencia, ya que no podemos tratar térmicamente nuestras aleaciones en este momento, pero son principalmente el costo y el volumen los que impulsan la demanda”.

Pone 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 racionalizar la producción. Es por eso 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 pulverización robótica, 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 acude a nuestro departamento de mecanizado CNC. Otras veces simplemente se trata de un desbarbado o inspección adicional, o incluso directamente del acabado vibratorio o granallado, seguido de cromato, anodizado, recubrimiento en polvo o ensamblaje”.

El año pasado, la empresa se centró en incorporar algunos de sus servicios subcontratados internamente, en particular sus servicios de mecanizado. Una de las razones es que se deben mantener enormes cantidades de inventario en las plantas 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 mecánicos 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 plazo que la empresa requería a un precio específico era un gran desafío y, aunque la empresa no tenía muchos problemas de control de calidad, todavía 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 todavía no son nuestra empresa", dijo Fred Jr. "Siempre hemos tenido un departamento de mecanizado CNC en -casa, pero recientemente decidimos ampliarla. Este año compramos dos nuevos centros de mecanizado CNC adicionales con capacidad de 4 ejes y seguimos ampliando nuestra capacidad con la idea de volver a traer gran parte de ese mecanizado internamente”.

Además de las máquinas CNC, la empresa cuenta con varias máquinas manuales, incluidas roscadoras, taladros, prensas, punzonadoras y una estación de rectificado. Pero siempre está buscando nuevas oportunidades de inversión.

"Tenemos el objetivo general de ver hasta dónde podemos aumentar nuestra capacidad", dijo Freddy. “Estamos tratando de determinar cuál es el mejor lugar para colocar nuestra inversión. Hay tanto equipo disponible y tantas opciones sobre dónde podríamos invertir. Creo que uno de nuestros próximos pasos es intentar adquirir una línea de cromatos y recubrimientos en polvo. Realmente me gustaría vernos centrarnos en dejar de subcontratar a proveedores externos, como lo hemos hecho con nuestro taller de máquinas. Hay tanto ahorro de costos que incorporar recubrimientos y otros servicios internamente es una gran ventaja”.

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

Con las nuevas máquinas CNC, la empresa contrató recientemente a un maquinista CNC de Red Seal para centrarse realmente en este lado del negocio y llenar las máquinas al máximo de su capacidad. Freddy señaló que el taller ha tenido dificultades 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 requisitos de desbarbado específicos, como el acabado de molduras, podríamos utilizar 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 empresa, ya que perdió a 12 de sus empleados más antiguos por jubilación. No sólo fue difícil encontrar trabajadores para reemplazarlos, sino que también provocó una fuga de cerebros en el taller. El desarrollo de células de trabajo y la automatización del taller, junto con un ERP actualizado, permiten a la empresa colocar trabajadores nuevos y menos experimentados en las células porque el equipo controla la velocidad del proceso y la coherencia con respecto a los estándares de fabricación especificados por sus clientes.

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

Los nuevos empleados pueden tardar hasta seis meses en poner en funcionamiento máquinas básicas de fundición a presión y años en ser competentes en la resolución de problemas de defectos en las piezas fundidas, razón por la cual perder empleados de mucho tiempo fue un desafío tan grande.

"De cara al futuro, me gustaría ocuparme de algunas adquisiciones de empresas que puedan respaldar nuestra cadena de suministro para que podamos ofrecer todos los servicios necesarios pero con 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 resistir los desafíos que se avecinan”.

Puede comunicarse con la editora asociada Lindsay Luminoso en [email protected].

Fotos cortesía de Simalex, www.simalex.com