Centros de mecanizado CNC: hazlo todo.

Para una máquina que hace no mucho tiempo ni siquiera existía, los usos de los centros de mecanizado CNC se han vuelto rápidamente enormes y siguen creciendo.

Hoy en día, los carpinteros utilizan estas versátiles máquinas para diversos usos, desde la producción de paneles planos a alta velocidad hasta tallados muy complejos. Combinando el mandrilado de alta velocidad con el fresado, el perfilado, el corte y otras funciones, estas maravillas controladas por computadora se utilizan con éxito en talleres que producen desde hermosas carpinterías arquitectónicas de alta gama hasta bridas para bobinas de recogida.

En las siguientes páginas, WOOD & WOOD PRODUCTS entrevista a carpinteros de todo el país que han aumentado su productividad y precisión, a la vez que han reducido los costos laborales mediante inversiones en tecnología CNC. A continuación, se presentan sus historias.

EL FABRICANTE DE ALTAVOCES UTILIZA MAQUINARIA CNC PARA FABRICAR SUS DIVERSOS PRODUCTOS Como proveedor OEM de altavoces de audio, los productos que fabrica Ameriwood Industries International Inc., con sede en Tiffin, Ohio, varían en tamaño, desde pequeños altavoces del tamaño de una estantería hasta grandes altavoces sinfónicos.

Jim Harrington, gerente de planta de Ameriwood, comentó: «Trabajamos con una variedad de tamaños y estilos. Trabajamos con diferentes tipos de materiales, con distintos espesores y ubicaciones de agujeros. No hay dos productos iguales». Debido a esta diversidad de productos, Ameriwood Industries (anteriormente Tiffin Enterprises) solía realizar múltiples operaciones de mecanizado para cada artículo. Esto implicaba que varios trabajadores debían manipular cada pieza, «y cuanto más se manipula, mayor es la probabilidad de que el producto se dañe», explicó Harrington.

Para minimizar la manipulación de piezas (y así reducir sus costos laborales), la empresa realizó una inversión en un centro de mecanizado CNC de Roger Stiles & Associates.

CENTROS DE MECANIZADO. El tablero de aglomerado revestido de vinilo se recorta, corta a medida, perfora y fresa en el centro de mecanizado. Los programas informáticos se descargan directamente desde un sistema informático al controlador de la máquina.

"Usamos fresadoras CNC durante varios años", dijo Harrington. "El centro de mecanizado está reemplazando las fresadoras y los taladros verticales". El centro de mecanizado permite a la empresa procesar hasta 12 piezas a la vez, añadió Harrington. Una vez finalizadas todas las operaciones de mecanizado, la pieza queda totalmente terminada, sin necesidad de mecanizado adicional.

UNA PLANTA EFICIENTE AYUDA A LA EMPRESA A CONTROLAR COSTOS. En los últimos dos años, Warvel Products-North Carolina ha experimentado aumentos drásticos en los precios de las materias primas utilizadas para producir componentes de contrachapado curvo. Estos componentes se venden posteriormente a fabricantes de muebles contratados como Haworth.

"Tuvimos un aumento del 30 % en nuestros costos de materia prima", declaró el gerente de ventas Robbie Wiltcher, "por lo que hemos mejorado la eficiencia de la planta mediante la compra de maquinaria y tecnología que nos permitirá absorber la mayor parte posible (del aumento de precio) sin repercutir estos costos. Para nosotros, como proveedores, es importante ayudar a nuestros clientes a ser lo más competitivos posible en sus mercados". Una de las maneras en que Warvel logró esto fue mediante la compra de un centro de mecanizado CNC de cuatro ejes y múltiples estaciones de CMS North America. El centro de mecanizado permite a la empresa montar hasta seis componentes a la vez y complementa los centros de mecanizado de tres y cinco ejes que ya tenía, explicó Wiltcher.

Esto es importante, considerando la cantidad de producto que se envía desde la planta de la empresa en Linwood, Carolina del Norte. En estas instalaciones se producen aproximadamente 100,000 piezas al mes, la mayoría de las cuales son personalizadas. La empresa cuenta con un catálogo con componentes estándar, pero Wiltcher afirmó que el 80% de sus pedidos se realizan según las especificaciones del cliente.

"La máquina es capaz de realizar múltiples tareas de mecanizado", afirmó Wiltcher. "En la mayoría de los casos, solo queda un lijado ligero y la instalación de tuercas en T donde sea necesario". Otra ventaja, añadió Wiltcher, son las tolerancias muy ajustadas que se obtienen con la máquina. La empresa suministra madera contrachapada curvada que debe integrarse con componentes de plástico y acero en sillas ergonómicas.

"Es fundamental mantener tolerancias estrictas en las diversas operaciones necesarias, como taladrado en ángulos, perfilado y entallado, para que todos los componentes de la silla encajen tal como fueron diseñados. Esta máquina ofrece todas estas características", afirmó Wiltcher.

Para aumentar aún más la productividad, la empresa adquirió máquinas y software que complementan el centro de mecanizado, incluyendo una digitalizadora. La digitalizadora lee una plantilla y el software crea un programa que se descarga en el centro de mecanizado. La empresa también utiliza el sistema para producir internamente sus propias herramientas compuestas.

"El sistema ha reducido el plazo de entrega de nuevas herramientas de meses a días", afirmó Wiltcher. "Todas estas capacidades ayudan a nuestros clientes a comercializar numerosos productos nuevos de forma rápida y competitiva". LA ALTA TECNOLOGÍA AYUDA A UNA EMPRESA DE ARQUITECTURA DE ALTA GAMA. Powell Cabinet & Fixtures, de Sparks, Nevada, es una empresa de carpintería arquitectónica de alta gama cuyos trabajos abarcan desde lujosas residencias hasta relucientes casinos.

La empresa de 42 años, que se promociona como la empresa de carpintería arquitectónica más antigua del estado de Nevada, es propiedad del equipo padre/hijo formado por Roger y Bill Powell.

Uno de los proyectos más recientes de la compañía fue el nuevo Casino y Hotel Luxor en Las Vegas. La compañía realizó diversos trabajos en el hotel, incluyendo un pasamanos de caoba maciza de 8,9 cm de grosor y 33 cm de ancho, construido en un radio de 78 metros. El pasamanos también incluía piezas de soporte de bronce fundido macizo y vidrio grabado.

El pasamanos se fabricó con un centro de mecanizado CNC Komo VR 512 que la empresa adquirió en enero de 1993. Anteriormente, la empresa realizaba todo con varias máquinas. «El centro de mecanizado es excepcional en formas y curvas irregulares», afirmó Bill Powell.

Es más adaptable que tener un carpintero cualificado que lo haga a mano. El trabajo de radio requiere más tiempo de programación, pero en lugar de que un carpintero cualificado dedique varios días a algo, la máquina producirá el mismo producto en mucho menos tiempo. Powell añadió que la máquina requiere un proceso de aprendizaje. "Comprar la máquina es solo el primer paso", afirmó Powell.

El tiempo que lleva aprender a programarlo y operarlo supone un gasto considerable, al igual que las herramientas y todas las actualizaciones de programación necesarias para mantenerse al día. Si bien estos factores deben tenerse en cuenta, Powell afirmó que cree que es fundamental que las empresas inviertan en equipos de alta tecnología. Según Powell, una de las razones por las que la empresa adquirió el centro de mecanizado fue que «la cantidad de ebanistas cualificados y experimentados capaces de realizar este tipo de trabajo está disminuyendo. Hay que recurrir a los aspectos técnicos de la industria para cubrir esa necesidad», explicó.

LA EMPRESA CRECE PASO A PASO. Cuando Denny Beuter y Bob Bloss fundaron Diamond Cut Inc. hace ocho años, tenían un plan. Querían que su empresa, con sede en South Bend, Indiana, se convirtiera en líder en el sector de equipos de sonido comercial. Una tarea abrumadora que se complicó aún más considerando que no contaban con equipos sofisticados.

"Partimos de la premisa de que necesitábamos equipos de excelente calidad para fabricar un producto realmente bueno", dijo Beuter. "Pero para conseguir buenos equipos, es necesario tener un volumen de producto suficiente para mantener la máquina en funcionamiento". Lo que Beuter y Bloss hicieron fue empezar poco a poco, adquiriendo equipos y produciendo piezas para otras empresas. "Hacíamos cortes y canteados, cualquier cosa para incorporar trabajo a la planta", dijo Beuter. "Para vender tiempo de máquina, hay que hacerlo todo un poco mejor que lo que las empresas (proveedoras) pueden hacer en su propio taller. Nos volvimos muy buenos, muy rápido, porque de lo contrario teníamos que asumir el coste del trabajo". De este trabajo de taller, el siguiente paso fue la contratación. "Mi socio (Bloss), con experiencia en el sector de los altavoces, contactó con empresas de altavoces y les dijo: 'Podemos fabricarles cajas de altavoces con gran precisión'", dijo Beuter.

Diamond Cut comenzó a producir cajas acústicas para empresas como JBL y Panasonic. El producto que Panasonic quería que la empresa fabricara requería una actualización de equipos. "Panasonic quería una caja (de altavoz) con forma trapezoidal", dijo Beuter. "Este producto habría sido casi imposible de fabricar con la fresadora que usábamos". Beuter y Bloss eligieron un centro de mecanizado U-26 Morbidelli de Tekna Machinery. La máquina no solo les permite producir las formas trapezoidales, sino que también ha reducido los costos de mano de obra. "Por ejemplo, teníamos un trabajador a tiempo completo en nómina cuyo único trabajo era hacer plantillas", dijo Beuter. "No tengo más plantillas". Si bien Diamond Cut ha crecido, con ventas proyectadas de alrededor de $2 millones en 1994, la empresa continúa avanzando hacia ese plan. En 1993, la empresa lanzó una línea propia de equipos de sonido comerciales de alta resistencia bajo el nombre de Bull Frog.

El equipo Bull Frog se vende en todo Estados Unidos y en varios países del mundo. "Durante los últimos tres meses, hemos estado tan ocupados con nuestro trabajo propio las 24 horas del día que no hemos podido realizar ningún trabajo externo", afirmó Beuter.

"Esperamos que para finales de año estemos completamente libres de contratos". FABRICANTE DE STANDS ENCUENTRA EL ÉXITO EN LA SEÑAL. Utilizando una variedad de materiales, Farmington Displays de Farmington, Connecticut, crea stands para ferias comerciales para empresas de sectores tan diversos como la alimentación, la informática y las armas.

Farmington Displays, fundada en 1973 por Paul DiTommaso Sr., cuenta con 278 empresas como clientes. En promedio, sus clientes renuevan sus stands cada tres a cinco años.

"Tenemos un flujo de trabajo bastante bueno", dijo el gerente general Sal DiTommaso, hijo de Paul Sr. y uno de los tres hijos y una hija que trabajan actualmente en la empresa. "No todos construyen su stand al mismo tiempo". Farmington Displays cuenta con una impresionante cartera de clientes, entre ellos General Electric, NEC y el fabricante de armas Smith & Wesson. En el sector tradicionalmente intensivo de la fabricación de displays, la empresa destaca por el uso de equipos de alta tecnología. Hace más de tres años, tras una exhaustiva investigación sobre la maquinaria disponible, la empresa comenzó a invertir en maquinaria CNC.

"Lo primero que despertó mi interés en adquirir maquinaria CNC fue ver a uno de mis hombres cortar un círculo de dos metros y medio", dijo Sal DiTommaso. "Era tan arcaico que pensé que tenía que haber otra manera de hacerlo". La planta de Farmington Display ahora cuenta con dos fresadoras CNC Heian y una sierra de paneles computarizada de Stiles Machinery, además de laboratorios de diseño gráfico computarizados conectados entre sí mediante una red de área local.

Los centros de mecanizado Heian han permitido a la empresa diversificarse en áreas como la fabricación de señalización y mobiliario para tiendas. Farmington Displays siempre había creado gráficos para letreros, pero las fresadoras CNC permiten a la empresa fabricarlos internamente. Además, la empresa ahora realiza mecanizado por contrato para otros fabricantes no competidores.

Para crear sus productos distintivos, la empresa utiliza una variedad de materiales. En sus fresadoras CNC, utiliza desde acrílicos hasta maderas macizas. En un centro de mecanizado de metales independiente, trabaja con latón y otras aleaciones metálicas. "No subcontratamos nada", afirmó DiTommaso. "Intentamos mantener todo en casa para tener un control total de la calidad del producto final". ASERRADERO FAMILIAR APROVECHA LA OPORTUNIDAD DE DIVERSIFICAR SU NEGOCIO. En 1922, Hans Lars fundó Hansen Lumber en Galesburg, Illinois. Durante los siguientes 70 años, aproximadamente, el negocio pasaría de una familia a otra y seguiría siendo un aserradero tradicional.

Siguió siendo únicamente un almacén de madera hasta hace dos años, cuando Hansen Lumber aprovechó la oportunidad de diversificarse. Se le encargó a la empresa realizar el corte de paneles circulares para un fabricante de carretes de madera con sede en Galesburg. Aproximadamente un año después, dicho fabricante, que creía que la industria de los carretes iba a estar dominada por el uso de plásticos, primero consideró cerrar las instalaciones y luego ofreció vender el negocio, y su cartera de clientes, a Hansen Lumber.

La empresa familiar, actualmente dirigida por Shard Hansen, el nieto del fundador, con la ayuda de su hija Karen (miembro de la cuarta generación de la familia en el negocio), decidió comprar la empresa y rápidamente se dio cuenta de la necesidad de actualizar su equipo.

"El enrollado de alambre o cuerda en un carrete debe realizarse a velocidades de avance muy altas, especialmente si se trata de un alambre de diámetro pequeño, ya que, a menos que se haga a 1000 pulsaciones por minuto, tardaría muchísimo en enrollarse", dijo Hansen, "por lo que el orificio del eje debe ser preciso. Si el orificio del eje está descentrado, todo el proceso se sacudirá". Hace poco más de un año, la empresa adquirió un centro de mecanizado CNC de Accu-Router. La máquina cuenta con dos fresadoras verticales, capaces de mecanizar madera contrachapada industrial de pino amarillo del sur de 3,8 cm (1 1/2 pulgadas), utilizada para las bridas de los carretes, manteniendo tolerancias ajustadas.

Antes de trabajar con el centro de mecanizado, la empresa tenía que cortar un cuadrado y en los pasos siguientes redondear el panel hasta obtener la forma y el tamaño requeridos.

Contar con un centro de mecanizado de alta tecnología no solo garantiza precisión, sino que también facilita el uso de la madera contrachapada. "Nuestras bridas tienen tamaños que van desde ocho hasta 48 pulgadas de diámetro", afirmó Hansen.

Al cortar los círculos, podemos anidarlos de tal manera que obtenemos un gran rendimiento y el desperdicio es mínimo. EQUIPOS CNC AYUDAN A UNA EMPRESA DE TALLADO A COMPARTIR MÚSICA HERMOSA. Invertir, no solo en nuevos equipos, sino también en la capacitación de su personal, ha ayudado a esta empresa de tallado con sede en Thomasville, Carolina del Norte, a aumentar su capacidad y reducir sus gastos generales.

Fundada en 1968, Piedmont Carving talla piezas de muebles (especializándose en piezas de sillas) y piezas para instrumentos musicales como el violonchelo y la guitarra.

En los últimos años, la empresa ha vendido algunas de sus máquinas de tallado más antiguas e invirtió ese dinero en maquinaria computarizada, incluidos los robots talladores CNC de Thermwood Corp.

"Teníamos 13 máquinas de tallado y las manejábamos todas en un solo turno", dijo Gay Jones, propietaria del negocio junto con su hermano gemelo Ray y su padre, Jimmy, fundador de la empresa. "Vendimos tres máquinas de tallado y aún proyectamos triplicar nuestra capacidad con los talladores robóticos". La empresa ha reducido sus costos laborales, en parte informatizando el tallado, pero también capacitando a sus 29 empleados para que puedan trabajar en otras máquinas del taller.

Aprender a usar eficientemente el robot CNC fue un reto difícil para la empresa, dijo Gay Jones, "pero me alegra haberlo logrado porque nos da una ventaja sobre las empresas que recién se están iniciando en el tallado robótico". Piedmont Carving adquirió su primer tallador robótico hace cuatro años. La empresa planea adquirir más máquinas.

Una de las ventajas de la maquinaria computarizada es la consistencia. Esto es fundamental para Piedmont al fabricar sus muebles y componentes de instrumentos musicales.

"Las piezas de las sillas deben encajar a la perfección al enviarlas al fabricante", dijo Jones. "Con el tallado robótico, todo se mantiene muy consistente. Esta consistencia también es muy importante al fabricar instrumentos musicales, ya que la artesanía de la pieza puede afectar el sonido". TALLA DE PIEZAS DE MADERA DE 20 EN 20. Carving Research Inc. de Huntersville, Carolina del Norte, duplica con rapidez y precisión intrincados tallados a mano utilizando un centro de mecanizado CNC Kitako de 20 cabezales distribuido por Tekmatex Inc.

Carving Research es una empresa de 2 años de antigüedad con 12 empleados y unas ventas proyectadas de 840.000 dólares para 1994. Suministra intrincadas tallas de madera a importantes fabricantes de muebles residenciales como Henredon Furniture Industries Inc. y Baker Furniture Co.

Lo que antes los maestros talladores tenían que hacer uno a uno, ahora la empresa lo puede hacer con veinte piezas a la vez. Esto se traduce no solo en ahorro de tiempo, sino también de costos, sin sacrificar la estética del producto, según Tom Bowker, propietario de la empresa. Un ejemplo de la velocidad de la máquina es un poste de cama tallado en arroz; normalmente, un maestro tallador tardaría entre seis y ocho horas en completarlo, "mientras que nosotros podemos hacerlo en una hora", dijo Bowker.

Para producir los tallados, se crea una plantilla inicial tallada a mano. Este tallado se envía a Tekmatex, donde una máquina digitalizadora crea un programa informático que puede descargarse en el centro de mecanizado. Una vez completado este programa, se puede crear con precisión un número infinito de tallas de un mismo tallado.

Hay ciertos "ingredientes esenciales" para crear los tallados, dijo Bowker. El utillaje es uno de los más importantes. Debido a la naturaleza del producto, Carving Research utiliza herramientas únicas, incluyendo una broca de veteado extremadamente afilada, desarrollada por Oertli Woodworking Tools Inc., que deja un corte tan limpio que no es necesario realizar tallados secundarios, añadió Bowker. Otro ejemplo es una broca de fresadora de fondo plano o recta de 1/16 de pulgada, que se utiliza en muchos de los tallados.

"Nadie más usa algo así", dijo Bowker.

Debido a la complejidad de muchos de los tallados, debemos utilizar una mayor variedad de herramientas, incluyendo algunas de carburo, que las que se usarían en un tallado normal. Muchas de nuestras brocas deben ser pequeñas, ya que es necesario introducirlas y hacer un corte que parezca hecho con un cincel.