De la adquisición a la producción: ¿por qué están aumentando los costes de desgaste y mantenimiento de las matrices de su máquina de estampado en frío?

I. Precisión de los equipos y desgaste de los componentes $\rightarrow$ Excentricidad e impacto adicional

Causas: Precisión de montaje insuficiente en fábrica; aparición de holgura a lo largo del uso prolongado debido al desgaste de los carriles de guía, los portamatrices y los orificios de montaje.

1. Precisión del carril de guía deslizante

• Mecanismo: El desgaste de las cuñas de guía deslizantes y de las placas de desgaste provoca holgura lateral excesiva (el valor estándar suele ser de 0,02 a 0,06 mm). Durante el proceso de estampado, la corredera oscila lateralmente o verticalmente, lo que provoca que la trayectoria del punzón se desplace y que el eje del punzón se desalinee con respecto al eje principal de la matriz (pérdida de concentricidad), lo que da lugar a carga excéntrica.
• Repercusiones en los troqueles:
  1. Una carga desigual sobre el punzón provoca un rápido astillamiento de los bordes o un desgaste anormal en un lado;
  2. La entrada principal de la matriz sufre una compresión unilateral, lo que provoca una concentración de tensiones localizada en el núcleo de la matriz, lo que da lugar, en primer lugar, a microfisuras y, finalmente, a una fisura longitudinal;
  3. La conformación excéntrica de la pieza y la compresión inclinada de la pieza en bruto aumentan aún más las cargas localizadas sobre la matriz.
• Síntomas en la planta de producción: Los daños se producen sistemáticamente en el mismo lado del troquel; las piezas presentan hendiduras irregulares o variaciones de grosor; el mismo juego de troqueles dura mucho más cuando se traslada a una máquina en mejor estado.
• Solución de problemas: Mide el juego lateral de la corredera con galgas; gira manualmente la máquina y utiliza un comparador de agujero para comprobar la excentricidad radial del punzón.

2. Desgaste en los orificios del portamatrices y del manguito del punzón

• Mecanismo: Los orificios de montaje del portamoldes se ensanchan debido a la vibración y el desgaste a largo plazo, lo que provoca holgura al instalar los manguitos del molde (manguitos del punzón o manguitos del molde principal); esto hace que el molde se desplace o vibre ligeramente en el momento del impacto.
• Repercusiones en los troqueles: Las cargas de impacto alternantes someten al troquel a tensiones vibratorias repetitivas; se produce un desgaste por fricción entre el núcleo del inserto y el manguito del troquel, lo que hace que el núcleo sea propenso a sufrir grietas por fatiga.

Nota: Aunque el molde esté instalado y alineado a la perfección, seguirá produciéndose excentricidad si el orificio de montaje de la máquina se ha desgastado y se ha agrandado.

3. Sujeciones sueltas de la máquina

• Mecanismo: Los tornillos de fijación de la base del molde y los tornillos de posicionamiento de la estación se aflojan debido a la vibración prolongada, lo que provoca un desplazamiento del punto de referencia de la estación.
• Repercusiones en el moho: En las máquinas de varias estaciones, la posición de transferencia de la pinza se desplaza, lo que provoca que la pieza en bruto entre en la siguiente estación en ángulo; esto da lugar a un golpe descentrado y a la rotura del molde.

Los moldes fabricados en carburo cementado o acero rápido presentan una elevada resistencia a la compresión, pero una escasa resistencia a las cargas laterales descentradas; incluso una mínima desalineación coaxial puede reducir la vida útil del molde en más de la mitad.

II. Sincronización (fundamental para las cabezales de estampado en frío multiestación) $\rightarrow$ “Atasco” (bloqueo), alimentación incorrecta, sobrecarga por impacto

La sincronización es sencilla en las máquinas de una o dos etapas; sin embargo, Los errores de sincronización en las máquinas multistación son un “asesino silencioso”: puede que no rompan el molde de inmediato, pero provocan daños internos frecuentes.

1. Desplazamiento de la sincronización de la transferencia de la pinza

• Mecanismo: El desgaste de la leva o la desviación de fase hacen que el punzón descienda antes de que la pinza haya colocado con precisión la pieza en bruto en el centro de la estación.
• Consecuencias del moho: Estampado descentrado de la pieza en bruto $\rightarrow$ Una carga descentrada provoca la rotura del punzón o de la matriz principal; la pieza en bruto queda atrapada por la pinza, lo que da lugar a un doble golpe (apilamiento).

2. Momento de expulsión incorrecto

• Mecanismo: La expulsión se produce demasiado pronto (la pieza se expulsa antes de que se complete el conformado) o demasiado tarde (la pieza no se expulsa por completo de la cavidad, lo que provoca un fallo en la recogida por la pinza y hace que la pieza quede dentro de la cavidad).
• Consecuencias del moho: “Callejón sin salida” (atascamiento). El punzón golpea la pieza que permanece en la cavidad durante la siguiente carrera.

Punto clave: Un pequeño “atasco” (en el que el punzón se atasca contra la pieza) puede que no rompa el molde de inmediato, pero genera microfisuras invisibles en el núcleo del molde. Si la producción continúa, estas microfisuras se propagan, lo que provoca que el molde se agriete y falle tras producir tan solo unos pocos miles de piezas. Muchas fábricas atribuyen erróneamente este fenómeno a una mala calidad del molde.

3. Desalineación de la secuencia de corte

• Mecanismo: El movimiento de la cuchilla de corte no está sincronizado con el avance del material, lo que provoca un corte inestable; esto da lugar a caras finales inclinadas, rebabas y variaciones en la longitud de la pieza cortada.
• Consecuencias para el moho: Las piezas en bruto con rebabas entran en la cavidad del troquel y rayan las superficies de trabajo del molde; las variaciones en el volumen de las piezas en bruto provocan una carga irregular, lo que en ocasiones da lugar a sobrecargas en la forja.

4. Fallos en la sincronización de los sensores y las señales

• Mecanismo: Las vibraciones provocan retrasos en la señal del sensor, lo que da lugar a una desalineación entre las acciones mecánicas y las señales eléctricas.
• Consecuencias para el moho: Problemas ocasionales, como omisiones en la alimentación, alimentaciones dobles o atascos de material, que provocan que la máquina se detenga.

III. Tonelaje (selección de equipos y carga real) $\rightarrow$ Sobrecarga general

1. Tonelaje de los equipos por debajo de lo previsto

• Mecanismo: La fuerza de estampado en frío necesaria para conformar la pieza se aproxima o supera el tonelaje nominal de la máquina. La máquina funciona a plena capacidad o en sobrecarga en cada carrera; el bastidor de la máquina sufre una deformación elástica, lo que somete a todo el conjunto del troquel a presiones de conformado que superan los límites de diseño.
• Daños en el molde:
  • La tensión de compresión en los punzones y las matrices principales supera los límites, lo que acelera la fatiga; los núcleos de los moldes (especialmente las matrices compuestas) soportan una presión interna excesiva, lo que los hace propensos a agrietarse;
  • Un flujo intenso de metal y una mayor presión de fricción aumentan considerablemente el riesgo de desgaste y de que la matriz se pegue.

La máquina no se detiene necesariamente solo porque tenga dificultades para conformar la pieza; muchos modelos carecen de un sistema de control de presión y forzan el proceso de conformado de todos modos, lo que conlleva un elevado coste en forma de daños en el molde.

2. Profundidad de penetración excesiva (sobrecarga a nivel de ejecución del equipo)

• Mecanismo: La carrera del carro está ajustada a un valor demasiado largo, lo que hace que el punzón penetre con demasiada profundidad y comprima la pieza con demasiada fuerza; la fuerza de conformado resultante supera con creces los requisitos del proceso.
• Daños causados por el moho: El molde absorbe todo el exceso de fuerza de impacto, lo que provoca la rotura del punzón o la rotura de la matriz principal.

Consejo práctico: Ajusta los parámetros de modo que el producto quede perfectamente conformado; no aumentes en exceso la fuerza de impacto.

3. Margen de capacidad insuficiente de la maquinaria tras los cambios de pieza de trabajo

Consecuencias de la sobrecarga: Los niveles generales de tensión en el molde aumentan, lo que incrementa la probabilidad de que se produzcan desgaste, astillamientos y grietas.

IV. Mecanismo de expulsión (pasadores, varillas, manguitos y resortes de expulsión) $\rightarrow$ Atascos, impacto localizado

1. Desgaste del manguito del expulsor y atascos por polvo metálico

• Mecanismo: El polvo metálico se introduce en el hueco entre el pasador expulsor y el manguito, lo que provoca que el pasador se atasque; al no completarse la expulsión, la pieza queda dentro del troquel principal.
• Consecuencias: Atascamiento de la matriz y daños internos en el núcleo del molde; la parte inferior de la pieza se aplasta o deforma, lo que provoca un pico de presión enorme durante la siguiente carrera.

2. Fatiga del muelle del expulsor y pérdida de la fuerza del muelle

• Mecanismo: Una compresión prolongada y repetida reduce la fuerza del muelle, lo que da lugar a una carrera de expulsión insuficiente y a una expulsión incompleta de la pieza.

Muchas fábricas sustituyen los pasadores de expulsión, pero no se preocupan por cambiar los resortes de expulsión con regularidad.

3. Longitud incorrecta del pasador expulsor

• El pasador es demasiado corto: No expulsa la pieza;
• El pin es demasiado largo: Al verse sometido a una fuerza de compresión durante el conformado, el pasador se rompe, dejando fragmentos en la cavidad del molde que destrozan el punzón y la matriz principal.

4. Ajuste incorrecto de las estructuras de expulsión fijas o móviles de varias estaciones

• Mecanismo: El momento de expulsión no coincide con el movimiento de recogida de la pinza; la pieza se expulsa a una altura incorrecta, lo que hace que la pinza no pueda agarrarla y que quede material residual en el molde.

El modo de fallo definitivo del mecanismo de expulsión es atascos intermitentes de troqueles. Las situaciones en las que la matriz se “atascan” o se bloquean no implican necesariamente su desguace inmediato, pero suponen una acumulación de “daños internos” que reducen significativamente la vida útil media de la matriz.

V. Mecanismo de alimentación (rodillos de alimentación, casquillos guía, mecanismo de corte) $\rightarrow$ Piezas en bruto defectuosas que provocan daños indirectos en los troqueles

1. Desgaste y deslizamiento del rodillo de alimentación

• Mecanismo: Una longitud de alimentación inestable provoca variaciones en el tamaño de las piezas en bruto; algunas de ellas pueden tener un volumen excesivo.
• Daño de la matriz: Un volumen de pieza en bruto excesivo provoca una sobrecarga durante la fase inicial de repujado, lo que da lugar a un pico en la fuerza de conformado instantánea; el exceso de material en la cabeza del producto provoca una concentración de tensiones en las esquinas de la matriz, lo que aumenta el riesgo de que se produzcan astillas.

2. Holgura anómala o mala calidad de corte (troquel o cuchilla de corte)

• Mecanismo: El desgaste de la cuchilla o una holgura incorrecta provocan que los extremos de las piezas cortadas queden inclinados, con rebabas o con los bordes deformados.
• Daño de la matriz: Las rebabas y las virutas metálicas que se introducen en la cavidad de conformado provocan arañazos y desgaste por abrasión; los extremos inclinados de las piezas en bruto provocan una distribución desigual de la fuerza y una carga descentrada durante la primera fase de conformado.

3. Desgaste del casquillo guía del cable

• Mecanismo: El alambre se tambalea o se balancea durante la alimentación, lo que da lugar a piezas en bruto torcidas. Esto provoca una desalineación en las estaciones siguientes e impactos descentrados en la matriz.

Resumen