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Con el objetivo de cubrir las necesidades actuales

de la industria automovilística se ha dado un nue-

vo paso hacia delante en la líneas de estampación

en caliente, que no solo mejora la productividad de

la línea sino también la e�ciencia energética en comparación

con las líneas de producción de última tecnología.

Los sistemas de prensa servomecánica y de transferización

a alta velocidad son los dos tipos de tecnología que se han

aplicado al proceso de estampación en caliente para crear un

nuevo modelo de fabricación.

Se alcanza un tiempo de ciclo reducido gracias a la alta velocidad

de la prensa servomecánica, en comparación con las prensas hi-

dráulicas tradicionales. Además, el servo control de los sistemas

de prensa y de transferencia de piezas ofrece una sincronización

óptima de los dos componentes con una superposición máxima

de movimientos, lo que reduce las pérdidas de tiempo.

Necesidades actuales en las líneas de estampación en calientePrimeras etapas de los sistemas de estampación en caliente

En los inicios del desarrollo de la tecnología de estampación

en caliente, el objetivo principal era encontrar un proceso �able

que satisfaciera las necesidades de los diseñadores de auto-

móviles en términos de características de las piezas produci-

das.

En este momento, los esfuerzos se centraban en el desarrollo

de aleaciones de acero, recubrimientos y procesos térmicos

adecuados, incluso el proceso de estampación en sí mismo.

Tras probar este proceso, los diseñadores de coches empe-

zaron a incluir este tipo de piezas en el desarrollo de las nue-

vas plataformas. A pesar de que tuvo un crecimiento lento,

este proceso empezó a ser fundamental y obligó a los provee-

dores de piezas a aumentar su capacidad.

Durante estos primeros años, la primera generación de líneas

de baja producción tenía normalmente un tiempo de ciclo de

hasta 25 s para una o dos piezas por ciclo.

Si el mayor obstáculo para la fabricación en masa de piezas

prensadas en caliente era el enfriamiento en el troquel, esta

situación ha cambiado drásticamente en los últimos años. El

desarrollo de nuevos diseños de troqueles y de estrategias

de enfriamiento y la presencia en el mercado de aleaciones

de acero con alta conductividad (por ejemplo, Rovalma HTCS

150), especí�camente diseñadas para los procesos de estam-

pación en caliente, han reducido los tiempo de enfriamiento

necesario y, por lo tanto, han modi�cado el diseño completo

de la instalación de fabricación.

Líneas de estampación en caliente de 2ª generación

La reducción del tiempo de enfriamiento a 6-9 segundos su-

puso una gran oportunidad para la producción en masa de

piezas endurecidas en prensas a un nivel competitivo. Redujo

el coste por pieza del proceso del fabricación, por lo que esta

tecnología comenzó a ser atractiva para un gran número de

áreas de la estructura del vehículo (BIW).

Al mismo tiempo, los fabricantes de este tipo de líneas desa-

rrollaron diferentes con�guraciones y establecieron diferentes

soluciones estandarizadas.

La transferencia de piezas, en un principio realizada por ro-

bots, ha sido reemplazada en la mayoría de los casos por

diferentes tipos de sistemas de alimentación: feeder telescó-

picos, feeder no telescópicos, sistemas transfer, etc.

Los hornos de rodillos se han convertido en el sistema estándar

utilizado. Aunque se han probado otras estrategias, no se ha en-

contrado todavía otra alternativa �able de producción en masa.

Para manipular piezas estándar, se utilizan prensas hidráuli-

cas de alta velocidad de 10.000 a 12.000 KN.

En primer lugar, reducir continuamente el tiempo de

ciclo. Esto está relacionado con el rendimiento de la

prensa y del sistema de transferencia de piezas.

E�ciencia energética. Es importante abordar los cos-

tes medioambientales y energéticos de una instala-

ción.

Fiabilidad de la línea. No incluir dispositivos dema-

siado so�sticados que complican tanto el funciona-

miento como el mantenimiento de la instalación.

¿Qué es lo que necesitan

hoy en día los usuarios de las líneas

de estampación en caliente?

Productividad y consumo de energía mejorados en los procesos de estampación en caliente mediante la Tecnología de Prensa Servomecánica

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Con"guración de las líneas de 3ª generaciónPrensas servomecánicas en los sistemas de estampación en caliente

Ahora es el momento adecuado para establecer un nuevo

modelo de prensas en este tipo de líneas.

Aunque las prensas hidráulicas hayan mejorado el rendimien-

to en términos de velocidad y control, gracias a la utilización

de servoválvulas y de sistemas hidráulicos de alta capacidad,

todavía están lejos de alcanzar las características de las pren-

sas mecánicas.

Obviamente, las prensas mecánicas tradicionales no son ade-

cuadas para los procesos de estampación en caliente porque

requieren que la prensa se pare en el Punto Muerto Inferior

(PMI) para permitir el enfriamiento rápido de la pieza.

Por otro lado, hemos sido testigos en los últimos tiempos de

una gran revolución en la estampación en prensa gracias a un

uso cada vez mayor de servomotores directos, ya que este sis-

tema se puede utilizar para controlar directamente la posición

del carro. En teoría, las prensas accionadas servomecánica-

mente cumplen los requisitos de parada en el PMI, aunque

sería necesario efectuar algunas modi�caciones especí�cas.

Diseño mecánico: Lubricación

Con el �n de abordar el hecho de que la prensa necesita parar-

se en el PMI y luego volver a empezar, era necesario rediseñar

el sistema de lubricación (patentado por Fagor Arrasate) y re-

dimensionar mecánicamente las super�cies de contacto. 1

El nuevo diseño también incluye un Sistema de Liberación de

Fuerza (patentado), que reduce la fuerza total justo antes de

reiniciar el movimiento de la prensa.

Este sistema compensa los efectos perniciosos de iniciar y re-

iniciar la prensa en condiciones de tonelaje nominal, en

combinación con el nuevo diseño mecánico

mencionado anteriormente.

Prensas y sistemas de estampación

Diseño de buje convencional y especí%co.

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Rendimiento del servo motor con carga estática

La prensa servomecánica de estampación en caliente

requiere condiciones de trabajo especiales para el ser-

vomotor, que no se utilizan en la estampación en frío. El

motor tiene que estar bajo par pero no en movimiento.

Esta situación se ha probado con éxito en condiciones

de carga reales. Aunque en un principio se detecta-

ron consumos anormales del motor, logramos ajustar

adecuadamente el control del servomotor y, como

resultado, no observamos ningún consumo eléctrico

importante durante esta fase del proceso. 2

Buffer cinético

Como en otras muchas instalaciones que utilizan

prensas servomecánicas, las instalaciones de estam-

pación en caliente pueden utilizar un buffer cinético

para reducir instantáneamente el consumo energéti-

co del servomotor durante el proceso de estampa-

ción. 3

La colaboración conjunta con Fanuc ha dado como

resultado el GOM 112N0801/SO, que ya ha sido pro-

bado en prensas servomecánicas. Los resultados del

test muestran una disminución importante de los pi-

cos de energía de la red.

Aunque se puede comparar con el uso de un acu-

mulador en una prensa hidráulica, los resultados de

los tests dieron tiempos de reacción más rápidos, de-

mostrando que este sistema de ahorro energético es

más e�ciente.

Sistema de desapilado

En contraste con los sistemas de desapilado roboti-

zados, los sistemas de alimentación especializados

crean un equilibrio perfecto entre el tiempo del ciclo

y simplicidad.

Unidades de transferencia

de carga.

Resultado del test de velocidad del par.

Rendimiento del amortiguador cinético.

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Un alimentador lineal de tres ejes, con dos carros de carga de

alta capacidad, es la mejor combinación para instalaciones

más rápidas.

Carga-descarga de la prensa

Los sistemas de carga y de descarga instalados en estas lí-

neas de nueva generación deben alcanzar el mismo nivel re-

querido para la prensa.

Se ha demostrado que el “modo transfer” es la mejor opción

para reducir y alcanzar los mejores tiempos de ciclo posibles.

Para la estampación en caliente, se deberá utilizar un sistema

especí�co, diferente del sistema tradicional de barras mono-

rraíl utilizado en las instalaciones de estampación en frío. 4

Por lo tanto, se instalarán cuatro unidades telescópicas de

tres ejes (2+2) para permitir la máxima libertad de movimiento,

y la carga y descarga independiente de las piezas.

Integración del sistema electrónico

El éxito de los sistemas de estampación en caliente no solo de-

pende del rendimiento de cada componente de la línea. La per-

fecta sincronización, que da como resultado unos altos niveles de

productividad, también depende de la con�guración electrónica.

La línea no es solo una serie de componentes; gracias al uso

de un control de línea centralizado, se convierte en un equipo

�able y e�ciente.

La línea, equipada con un PLC de línea centralizado, que

incluye la prensa, la desapiladora y la carga/descarga de la

prensa, se acciona con un solo control. También se utilizan

equipos de control electrónicos compatibles en las diferentes

unidades, garantizando así un rendimiento �able y un mante-

nimiento sencillo. 5

Prensas y sistemas de estampación

Arquitectura de control eléctrico-SincroPlus.

Tal y como se ha descrito anteriormente, la prensa

servomecánica es el componente clave de las nuevas

instalaciones de 3ª generación. Si se combina con una

correcta selección de componentes de la línea, obte-

nemos:

Una mayor productividad: gracias a la mayor velo-

cidad de la prensa mecánica y la sincronización óp-

tima con el alimentador lineal de carga y descarga.

E�ciencia energética: la tecnología de servoprensa,

junto con el buffer cinético, mejora los resultados de

las prensas hidráulicas existentes.

Fiabilidad total: sistemas de prensa servomecánicas

probados y robots lineales especializados para una

calidad de las piezas y un rendimiento de la línea óp-

timos. 

Resultados y ventajas

de los sistemas de estampación

en caliente de 3ª generación

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