El fabricante invierte en la capacidad de laminación CNC para cumplir con el contrato militar

Aunque Alert Tubing Fabricators, Loves Park, Ill., ha estado laminando tubos durante años, su tecnología avanzó sustancialmente cuando invirtió en una máquina CNC para aumentar su capacidad manual. Imágenes: Alert Tubing Fabricators

Es un artículo de fe que los soldados, marineros y aviadores estadounidenses nunca deben ser enviados a participar en una pelea justa. Mantener ventajas distintas y claras en las capacidades de combate y la preparación de las tropas son cruciales para mantener cualquier enfrentamiento lo más desigual posible.

Ya sea que el último hardware sea algo simple, como un rifle mejorado, o algo estratégico, como una nueva clase de submarino o un bombardero de nuevo diseño, el último equipo siempre es más sofisticado, más capaz o más conectado que su predecesor, lo que refleja el progreso. de tecnología. Y tanto si el último ejercicio es tan riguroso como el anterior, como si es peor, los soldados siempre se quejan aunque saben que si alguna vez entran en combate, se alegrarán de haber estado preparados.

Estas capacidades mejoradas y un respetable estado de preparación dependen del gasto militar. El presupuesto militar federal promedió alrededor de $ 300 mil millones anuales durante la década de 1990, que fue aproximadamente el doble que en la década de 1970. El crecimiento del presupuesto militar cambió sustancialmente después del 11 de septiembre de 2001 y alcanzó su punto máximo 10 años después con $752 mil millones. Si bien parte del aumento es para más equipo, no hay duda de que gran parte del gasto adicional cubre equipo mejorado.

Alert Tubing Fabricators, Loves Park, Ill., no es ajeno a la licitación de contratos militares y al suministro de componentes que se incluyen en dichos programas. La empresa ha sido subcontratista de muchos contratistas gubernamentales durante varios años y tiene certificación aeroespacial. Además, el propietario y principal tasador, Kevin Coffey, es un ex piloto de la USAF, por lo que tiene algunas ideas desde el otro lado de la cerca, conoce la jerga y está familiarizado con el funcionamiento de los procesos de licitación y adquisición.

La compañía recientemente tuvo la oportunidad de ofertar por un contrato para el Departamento de Defensa. El componente era un soporte estructural algo desafiante hecho de tubería cuadrada, 4 por 4 por 0,375 pulgadas, para doblarse en un radio largo y amplio. La advertencia era que el personal de Alert sabía que necesitaría una nueva máquina.

El problema era la precisión. Casi todo lo que se incluye en un programa militar tiene que cumplir criterios estrictos sobre tolerancias dimensionales, resistencia y durabilidad, y los rechazos no se toman a la ligera. Aunque el componente de la oferta de Alert no era para uso crítico, en un arma ofensiva o defensiva o en un sistema de propulsión, por ejemplo, tenía que cumplir con criterios dimensionales estrictos para que el ajuste no fuera un problema.

En este componente, la tolerancia de longitud era estrecha, especificada en la longitud indicada más 0,030 a 0,060 pulgadas. Por supuesto, un corte de acabado final podría encargarse de eso, pero mucho más preocupante era la tolerancia de flexión, que se especificó en el ángulo de flexión. ± 0,5 grados. Alert tiene una larga experiencia en el doblado y laminado de tubos y cuenta con tres máquinas roladoras manuales, pero la empresa sabía que necesitaría algo más avanzado para fabricar el componente.

"Sin una máquina CNC, no habría forma de fabricar esta pieza", dijo Coffey.

Alert Tubing Fabricators descubrió que la precisión y repetibilidad de su máquina PBT 35 de Boschert, equipada con un CNC PC400, son sobresalientes. En un programa reciente para el ejército de los EE. UU., utilizando una máquina nueva con herramientas hechas a la medida, la chatarra ascendió a menos del 1% de la cantidad contratada.

Todo el mundo sabe que mantenerse al día con las tendencias en el doblado de tubos significa mantenerse al día con las tendencias en las dobladoras rotativas. Cuando están completamente equipados con todos los tipos de herramientas y características de máquinas disponibles en la actualidad, estas dobladoras, muchas de las cuales tienen cierta capacidad de rodadura, son deslumbrantes en su versatilidad: la flexión puede ser hacia la izquierda o hacia la derecha; la máquina puede equiparse con un mandril, matriz de presión, matriz limpiadora y varios conjuntos de herramientas; y la programación puede ser por CNC. Esta versatilidad permite que la máquina acepte aplicaciones de doblado cada vez más severas y fabrique piezas lisas (sin arrugas) y dimensionalmente precisas (sin deslizamiento) con una sección transversal correctamente formada (sin aplanamiento ni aplastamiento).

Además, durante muchos años, las dobladoras de tubos rotativas han proporcionado corrección de doblado. Después de doblar, el tubo va a una estación de medición. Si el tubo está fuera de tolerancia en cualquiera de las curvas, las medidas se envían al controlador de la dobladora de tubos para que pueda hacer pequeños ajustes en el programa de doblado. En muchos casos, la próxima curva cumple con los requisitos dimensionales. Esta última capacidad es clave en la reducción de chatarra.

El personal de Alert encontró una máquina roladora que tenía CNC y un sistema de corrección de dobleces cuando descubrió la línea de máquinas PBT disponible en Boschert USA. Diseñadas para laminar tubos, barras, ángulos, vigas, perfiles en T, perfiles en U y formas personalizadas, las máquinas están disponibles en cinco tamaños con cuatro opciones de control (manual, aprendizaje, tableta CNC y pedestal CNC de alta gama). ). Alert compró una PBT 35 con la opción de control más avanzada de la empresa, el PC400 CNC. Viene programado con módulos para crear elipses, espirales, bobinas, curvas en S y otras formas complejas.

Por lo general, la máquina puede hacer correcciones de doblez sin desperdicios. Después de hacer la primera curva, pero antes de retirar el componente de la máquina, el operador mide el radio (o radios) de curvatura del tubo. Si alguna de las curvas se desvía de la impresión, el operador ingresa las dimensiones medidas en el controlador. Luego, la máquina vuelve a doblar la pieza para que se ajuste a las dimensiones especificadas. Según Boschert, la máquina inicialmente dobla las piezas de forma conservadora; se dobla ligeramente con la intención de hacer una corrección más tarde, lo que no es posible si el tubo está demasiado doblado.

La máquina también monitorea continuamente las posiciones de los ejes X e Y y realiza un seguimiento de los valores de recuperación elástica para crear una base de datos para los ajustes automáticos de futuras curvas.

Y genera una imagen para representar las elasticidades para que el operador obtenga una comprensión completa de los datos y cómo se manipulan para doblar componentes dimensionalmente aceptables.

Estas capacidades permiten que un empleado con menos experiencia o incluso un empleado recién contratado se vuelva experto rápidamente, ahorran tiempo y conservan material.

Debido a que Alert es una empresa propiedad de veteranos, Coffey tiene una ventaja en el proceso de licitación, pero eso es todo. Más allá de la oferta, Alert no tiene ventaja sobre ninguna otra empresa. Las piezas deben cumplir con todas las especificaciones y los tiempos de entrega deben cumplir con los requisitos del OEM. Cuando se aprobó la oferta para este proyecto, el equipo se puso a trabajar como siempre, fabricando piezas precisas y entregándolas a tiempo. Para cumplir con este contrato, tuvo que hacer un poco de trabajo interno como parte de sus preparativos.

"La máquina viene con troqueles universales, pero para esta aplicación tuvimos que fabricar nuestros propios troqueles", dijo Coffey. Alert probó los troqueles universales, pero los radios de las esquinas del juego de troqueles y los radios de las esquinas del tubo no coincidían del todo. La máquina es tan poderosa que esencialmente remodeló el tubo, obligando a parte del metal a fluir hacia las esquinas del troquel, lo que provocó cierta distorsión.

Hacer, verificar y enviar piezas largas requiere algo de ingenio. Además de fabricar herramientas de verificación de radio personalizadas, el personal de Alert Tubing Fabricators a menudo agrega soportes a las paletas comunes para preparar el tubo para el envío.

Esto no fue un gran problema. Alert tiene mucha experiencia en mecanizado y, a menudo, fabrica sus propias herramientas. Tener la capacidad interna de fabricación de herramientas no es tan raro como antes, pero la disponibilidad y asequibilidad de las máquinas herramienta modernas es de gran ayuda y, en este caso, también lo es la asistencia en el diseño de herramientas que ofrece Boschert. Debido a que la mayoría de las aplicaciones para este tipo de máquinas implican formas inusuales y extrusiones personalizadas, el personal y los ingenieros de Boschert en la sede central de PBT en Suiza están acostumbrados a brindar asistencia en el diseño de herramientas, por lo que, al final, el gerente de operaciones de Alert creó un conjunto de troqueles personalizados. para la aplicación

Medir las piezas para una verificación de control de calidad antes del envío también requirió un poco de ingenio propio.

"Las piezas eran demasiado grandes para comprobarlas en nuestra máquina de medición por coordenadas", dijo Coffey.

El personal de Alert se basó en las impresiones de la pieza para cortar con láser varias placas de acero en los contornos del tubo, creando efectivamente un conjunto de plantillas de verificación simples. Doblan la pieza, sostienen las placas contra el tubo y buscan la luz del día. Ninguna luz del día equivale a una buena curva.

Coffey encontró que el resultado fue muy bueno. Las curvas iniciales no fueron perfectas y la empresa tuvo que desechar dos partes. Sin embargo, teniendo en cuenta que se trataba de una pieza nueva procesada en una máquina nueva con herramientas hechas a medida, esta cantidad de desechos era insignificante.

Además de su precisión, la máquina también es rápida. Otro trabajo en Alert destaca la velocidad de la nueva máquina.

"Tenemos un tubo rectangular de 1-1/2 pulg. por ½ que solíamos ejecutar en una de nuestras máquinas manuales. Un pedido nos llevaría dos semanas. Ahora lo ejecutamos en la nueva máquina, y toma menos de dos días", dijo Coffey. "Los tubos doblados en esta máquina no resbalan. Es insuperable por su precisión, repetibilidad y velocidad".