Menos es más
Dos aplicaciones de mecanizado ponen de manifiesto las ventajas que puede ofrecer la lubricación con cantidad mínima
Puede parecer contradictorio que una herramienta de corte no necesite estar inundada de líquido refrigerante para evitar que se sobrecaliente durante una operación de corte de metal, pero la lubricación con cantidad mínima (MQL) cuenta con un largo historial de eficacia.
"«"Es difícil romper con el mito de que cuanto más, mejor», afirma Don Yates, de PCA Products Inc. «Si se comprendiera mejor que una aplicación mínima de lubricante alarga la vida útil de la herramienta y reduce la limpieza, valdría la pena que alguien lo probara".
Aunque su cargo es el de director de marketing en esta empresa fabricante de puertas correderas de rejilla con sede en Sevierville (Tennessee), afirma que también se encarga de la fabricación de herramientas a medida y del diseño de extrusiones de aluminio.
"Soy una especie de departamento de TI, de ingeniería y de marketing», explica Yates. «Desempeño muchas funciones".
A continuación se presentan las aplicaciones de la MQL en un par de fabricantes estadounidenses y se ofrece una visión general de lo que ofrece esta tecnología.
Deja la botella
PCA Products es una empresa familiar que comenzó a fabricar puertas mosquiteras con marcos de aluminio resistente hace 35 años en Florida, donde aún realiza algunas actividades de fabricación ligera en Punta Gorda.
“Realizamos nuestros propios diseños de extrusión patentados y utilizamos recubrimiento en polvo en lugar de pintura líquida”, dijo Yates. “Desde el punto de vista de la durabilidad y la longevidad, es una excelente combinación. Hace que duren mucho más, incluso en un ambiente con alta concentración de sal como la costa de Florida”.
La empresa comenzó su trayectoria con la lubricación mínima (MQL) hace 15 años, cuando instaló un aplicador de MQL de Unist Inc., de Grand Rapids, Michigan, en una sierra de doble inglete. En ese entonces, los operadores de las máquinas rociaban manualmente el lubricante sobre la herramienta con una botella rociadora antes de cortar, explicó. Sin embargo, la protección alrededor de la sierra impedía ese método, por lo que PCA Products probó un par de sistemas MQL y seleccionó el de Unist porque aplicaba la menor cantidad de lubricante.
Se siguió utilizando la botella rociadora para las demás operaciones de mecanizado, pero el proceso distaba mucho de ser ideal. Yates señaló que la pulverización manual deposita una cantidad inconsistente de lubricante en la herramienta, y cualquier exceso que quede en ella hace que las virutas se le peguen, lo que dificulta el proceso de limpieza y lo hace más lento.
“No hay control de la cantidad cuando se trata de un rociador”, dijo.
Además, Yates señaló que las regulaciones de la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) exigen que los envases de productos químicos, como los lubricantes para corte de metales, estén debidamente etiquetados con advertencias
"Apenas se puede pegar una pegatina"»", comentó. Otro aspecto a tener en cuenta era la limpieza, que, según Yates, consiste en un proceso de inmersión en tres fases que incluye limpieza, enjuague y sellado antes del recubrimiento en polvo. Reducir la cantidad de refrigerante que queda en las piezas reduciría el tiempo y el dinero necesarios para mantener cada uno de los tres depósitos de 3.028 litros (800 galones).
""Cada vez que vaciamos un depósito"»", explicó, "«"se gastan 200 dólares en productos químicos".
Para satisfacer la demanda, Yates explicó que PCA Products ha añadido un par de líneas de productos en los últimos años en las que el aluminio se recubre con pintura en polvo antes del corte y el montaje.
“Hay que reducir la lubricación al mínimo absoluto”, dijo, “o se transfiere a todos los materiales y se pasa más tiempo limpiando las puertas. A medida que fuimos mejorando nuestra producción, la necesidad de la lubricación mínima (MQL) se hizo más evidente”.
Yates comentó que PCA Products se ha mantenido ocupada durante la pandemia. Al igual que con el papel higiénico, la demanda de puertas mosquiteras es alta cuando la gente pasa más tiempo en casa, bromeó. La empresa esperaba procesar más de 317 515 kg (700 000 libras) de aleaciones de aluminio 6063 y 6065 en 2020.
Hace aproximadamente cuatro años, PCA Products comenzó a fabricar herramientas de corte controladas por computadora e incorporó aplicadores Unist que podían activarse desde un controlador lógico programable o mediante software, explicó. Además, la empresa instaló sistemas MQL en equipos que inicialmente no consideraba adecuados para un lubricador Unist, tales como cabezales de taladrado de dos y seis brocas, sierras de corte, prensas de volante y una punzonadora neumática. Cuando el equipo se lubrica manualmente, PCA Products ha desarrollado métodos para activar el lubricador Unist.
“Si estamos usando una herramienta neumática o una sierra de corte que solo recibe aire pero no tiene alimentación eléctrica”, dijo Yates, “utilizaremos un interruptor de rodillo neumático y simplemente activaremos el Unist (lubricador) desde el gatillo neumático”.
Comentó que cuando PCA Products utilizó por primera vez la lubricación MQL en su sierra de doble inglete, aplicó lubricantes diseñados para cortar acero y aluminio que no eran de Unist. «Eran muy espesos», dijo Yates. "Los veíamos por todas partes". Comentó que, después de que la empresa ampliara el uso de la MQL, cambió a un lubricante Unist Coolube diseñado para las aleaciones de aluminio que procesa productos PCA.
Uni-Max® ST
Según Unist, las moléculas polares de Coolube tienen cargas opuestas en cada extremo, lo que hace que las moléculas se alineen y creen enlaces fuertes, proporcionando una barrera delgada y de baja fricción entre la herramienta de corte y la pieza de trabajo. Yates dijo que PCA Products utiliza el mismo aplicador MQL básico, normalmente con una unidad de aceite de una sola bomba o con una de doble bomba para máquinas con múltiples boquillas. “Usamos una bomba triple en la taladradora de seis cabezales para lubricar las seis boquillas”, dijo.
“Usamos boquillas divididas en las taladradoras, las taladradoras de columna y las punzonadoras. Esto nos permite obtener dos boquillas de una sola bomba”.
Con el MQL, la herramienta se mantiene lo suficientemente seca como para eliminar las virutas con una manguera de aire, explicó Yates. Además, la vida útil de las herramientas casi se ha duplicado en comparación con la pulverización manual, dependiendo de la aplicación. Por ejemplo, una broca en una taladradora de seis cabezales ahora produce de 2,000 a 3,000 agujeros antes de que sea necesario reemplazarla.
Él estima que la empresa también ha experimentado una reducción del tiempo de ciclo de al menos un 10 % debido a la mayor repetibilidad y a que ya no es necesario que un operador dedique tiempo a rociar una herramienta ni a detener la operación para rellenar una botella. Con el cambio a MQL, en lugar de comprar constantemente cubetas de 18,9 L (5 gal.) de lubricante —que, según él, estaban dispersas por toda la planta—, PCA Products compra cajas de cuatro botellas de 3,8 L (1 gal.) de Coolube.
“La última vez que fuimos a pedir Coolube”, dijo Yates, “tuvimos que volver atrás para averiguar cuándo lo habíamos pedido anteriormente, porque había pasado tanto
MQL es apto para una amplia variedad de aplicaciones
La formulación importa
Gracias a su experiencia en el uso de este tipo de sistemas, Elite Trailer Manufacturing LLC comprendió las ventajas del MQL, pero descubrió que aplicar una cantidad mínima de líquido de corte puede afectar negativamente la productividad si la formulación del líquido no es la correcta. El fabricante con sede en Oklahoma City, especializado en remolques de aluminio a medida —como los destinados al transporte de ganado, caballos y autos de carrera—, aplica el MQL en sus dos fresadoras CNC y sus dos sierras CNC, incluida una sierra de doble inglete, según explicó el supervisor de mantenimiento Chuck Lindsay.
El material principal de las piezas de trabajo es el aluminio 6061, y Elite Trailer Manufacturing también mecaniza acero para producir ejes.
Lindsay señaló que el refrigerante anterior estaba «literalmente corroyendo» las cubiertas externas de todos los cables expuestos al refrigerante y provocando que las líneas de aire se volvieran frágiles y se rompieran. Como resultado, las máquinas estaban fuera de servicio por reparaciones entre el 15 % y el 20 % del tiempo.
Un sistema MQL de Unist se combina con una plataforma CNC y un cabezal de taladrado neumático de tres brocas para aplicar una ráfaga de lubricante de 0,5 segundos directamente a cada broca antes de perforar a un ritmo de 20 agujeros por minuto. El equipo de taller de PCA Products le puso cariñosamente el nombre de Roxanne a la máquina porque "ella se lleva todo el brillo".
Determinar la cantidad adecuada de lubricante que se debe aplicar es bastante sencillo.
“Si no hay suficiente lubricante, la pieza comienza a vibrar”, dijo Lindsay. “ Se nota la diferencia al cortar».
Sin embargo, aplicar demasiado lubricante es un desperdicio y puede reducir la eficacia del corte. Comentó que Elite Trailer Manufacturing tuvo que capacitar a un operador sobre el MQL.
«Él pensaba que cuanto más, mejor», dijo Lindsay. «Tuvimos que trabajar con él para cambiar su forma de pensar al respecto y demostrarle que no es necesario tener la máquina inundada todo el tiempo para cortar piezas de buena calidad».
Al igual que en PCA Products, la pandemia no ha afectado las ventas de Elite Trailer Manufacturing.
“Tuvimos una caída”, dijo Lindsay, “pero por alguna razón, últimamente nos hemos disparado y estamos recibiendo pedidos de remolques por todos lados.”
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