Aconseguir precisió en la fabricació de metall vol dir que els components encaixen realment amb el que necessiten fer, i això és molt important per a com funcionen les coses en llocs com avions i cotxes. Per exemple, en la fabricació aeroespacial. Les especificacions són extremadament ajustades, de vegades fins a 0,0005 polzades. Per fer-nos una idea, fins i tot alguna cosa tan petita com un fil d’herba, que fa aproximadament 0,002 polzades, podria causar problemes seriosos si s’hi barregés. Quan les peces no compleixen aquests requisits, sistemes sencers poden fallar catastròficament. Si ens fixem en aplicacions automotrius, els inectors de combustible també necessiten mesures gairebé exactes, aproximadament ± 0,001 mm. Sense una precisió així, els motors no funcionaran correctament, i controlar les emissions esdevé molt més difícil de gestionar eficaçment.
Fins i tot errors de fabricació petits poden desencadenar conseqüències importants:
La tecnologia CNC va canviar el joc per a tots els tallers de fabricació de metalls, permetent assolir una precisió d'aproximadament el 0,1%. La finalitat d'aquests sistemes controlats per ordinador és eliminar aquells errors humans que es produeixen durant el treball manual. Amb trajectòries programades prèviament que guien les eines de tall, fins i tot formes complexes en metalls com l'alumini o l'acer inoxidable resulten exactes segons el plànol. Algunes màquines avançades de múltiples eixos poden assolir una gran precisió, arribant de vegades a ± 0,005 mil·límetres. Aquest control tan precís és molt important en la fabricació de peces per a avions o dispositius mèdics on tot ha d'encaixar perfectament sense cap interstici ni desalineació.
Els tallers làser i els sistemes de plasma actualment són molt bons mantenint dimensions precises, especialment quan treballen formes complexes en xapes metàl·liques. Per exemple, els làser de fibra poden tallar amb obertures de talls d'uns 0,1 mm, fet que implica menys metall de rebuig que es desaprofita. Al mateix temps, aquestes màquines poden moure's força ràpides, efectuant talls a velocitats properes als 150 metres per minut sense sacrificar la qualitat. Quan els fabricants combinen aquest equip amb programari intel·ligent de col·locació de peces, solen aconseguir una millora d'aproximadament el 15% en l'eficiència de l'ús dels materials. Això es tradueix en estalvis reals en els projectes, una cosa que els propietaris dels tallers agraden quan analitzen els seus resultats econòmics.
Les cel·les de soldadura automatitzades equipades amb sistemes de visió asseguren juntes de soldadura uniformes, fins i tot per a producció d'alta quantitat. Els braços robòtics programats amb algorismes de correcció de trajectòria aconsegueixen una precisió posicional dins dels 0,02 mm, reduint defectes com la porositat en un 60% comparat amb mètodes manuals. Aquesta consistència és vital per a la integritat estructural en bastidors automotrius i recipients a pressió.
Les principals botigues de fabricació estan començant a integrar sensors juntament amb analítica basada en IA directament als seus processos de mecanitzat. Segons una investigació publicada l'any passat en el camp de la precisió d'enginyeria, quan les màquines poden corregir errors mentre es produeixen, els fabricants observen una reducció d'aproximadament el 40 percent en materials de rebuig, ja que el sistema ajusta elements com la velocitat amb què es desplaça l'eina de tall o la força que aplica. El que fa que aquests sistemes de retroalimentació siguin tan valuosos és la seva capacitat d'ajustar-se automàticament per desgast d'eines o canvis causats per l'acumulació de calor al llarg de torns llargs. Això manté les peces dins de toleràncies estretes fins i tot durant operacions contínues tota la setmana sense intervenció humana.
El control de qualitat en la fabricació de metalls depèn realment de disposar d'eines de mesura precises. A l'hora de verificar aquelles especificacions més ajustades, les eines manuals com el calibrador o el micròmetre encara són molt utilitzades, especialment per comprovar components que han de ser precisos dins d'una tolerància d'aproximadament 0,001 polzada. Els comparadors digitals també tenen el seu lloc, principalment perquè poden enregistrar les mesures instantàniament, fet que ajuda a seguir el procés realitzat. I també hi ha equipament més sofisticat per a formes complexes. Les Màquines de Mesura de Coordenades, conegudes com a CMM (del seu nom en anglès Coordinate Measuring Machines), combinen sondes de contacte amb sensors òptics per obtenir lectures gairebé perfectes, amb una precisió d'al voltant del 99,9 percent. Aquestes màquines comparen bàsicament les peces reals amb els dissenys informàtics en 3D per assegurar-se que tot coincideixi exactament.
El control de qualitat en l'actualitat depèn en gran manera de les inspeccions automatitzades al llarg de les diferents fases de producció. Quan els fabricants revisen les peces mentre encara s'estan fabricant, especialment amb aquests sistemes d'escaneig làser, detecten problemes de mida amb antelació. Això permet detectar problemes abans que esdevinguin grans complicacions, reduint els materials de rebuig entre un 18 i un 25 percent aproximadament en comparació amb arreglar les peces quan ja estan construïdes. Per a components que han de suportar pes o càrregues pesades, les empreses recorren a proves especials que no danyen el producte. Penseu en ones ultrasòniques que poden veure l'interior dels components metàl·lics o aquelles proves amb colorants que mostren esquerdes ocultes. Aquests mètodes mantenen les estructures segures sense haver-les de trencar primer, una qüestió clau quan es tracta de seguretat.
Aquest enfocament multilayer garanteix el compliment de les normes ASME Y14.5 i compleix els requisits específics del client per a la fabricació d'equipament aeroespacial, automotriu i mèdic.
Les característiques crítiques d'alineació requereixen toleràncies més estretes que els elements no funcionals. Una ranura per al moviment d'un fixador pot requerir una precisió de ±0,002", mentre que un forat de ventilació podria tolerar variacions de ±0,020". L'aplicació dels principis de GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) assegura que els fabricants interpretin correctament les toleràncies posicionals: especificar MMC (Maximum Material Condition) per a components de pressió evita errors d'assemblatge.
El fet que l'acer inoxidable AISI 304 tingui una maquinabilitat aproximadament un 40 per cent millor que el titani canvia realment com afrontem el treball amb eines CNC. Quan els enginyers es reuneixen per triar materials, eviten aquells errors clàssics en què algú podria suggerir alumini per a alguna cosa que necessita suportar calor extrema, quan en realitat les aliatges d'Inconel serien molt més adequades. A més, aquestes sessions col·laboratives també porten a combinacions interessants. Veiem moltes botigues barrejant tècniques de tall amb làser per a dissenys complexos i mètodes tradicionals de plegat quan es requereixen doblecs estructurals. No és gens estrany que aquests enfocaments híbrids resultin d'aquelles reunions d'equip en què tothom aporta la seva pròpia experiència.
En preparar un document de sol·licitud de cotització (RFQ), no t'oblidis d'incloure aquelles certificacions del material com ara les normes ASTM A36. Les especificacions del acabat superficial també són importants, així que alguna cosa com ara Ra menor o igual a 32 micro-polzades hauria d'anar-hi definitivament. I no passis per alt tampoc els detalls d'inspecció, ja que la verificació amb màquina de mesura de coordenades (CMM) que cobreixi totes aquelles característiques crítiques té sentit per a la majoria dels projectes. De fet, hem vist dades que mostren que quan les sol·licituds de cotització especifiquen clarament els requisits de tolerància, les empreses acaben tenint aproximadament la meitat de problemes de qualitat en el futur. Parlant de temes que cal considerar aviat, val la pena esmentar des del principi els processos secundaris. Pren la passivació com a exemple: requereix unes 2 o 3 dies extra durant la producció però ajuda a prevenir que les peces fallin prematurament a causa de problemes de corrosió. Una mica de planificació en aquesta fase pot estalviar molts maldecaps més endavant.
Quan busques un bon company en la fabricació de metall, hi ha realment tres aspectes principals que val la pena revisar. L’empresa necessita tenir equipament actualitzat en l’actualitat. Busca llocs que utilitzin màquines CNC, tallers làser i robots que realitzin les soldadures, ja que això els ajuda a complir especificacions ajustades amb una tolerància d’aproximadament ±0,005 polzades. També importen les certificacions. La majoria dels compradors seriosos tenen en compte els estàndards de qualitat ISO 9001 i les certificacions de soldadura AWS D1.1, aspectes que més de dos terços dels clients industrials consideren importants segons enquestes recents. I no t’oblidis d’investigar quin tipus de projectes han gestionat anteriorment. Fabricants afirmen que gairebé nou de cada deu volen companys que coneguin bé determinades àrees d’aplicació. Per què? Perquè quan un fabricador cometrà errors en peces de precisió, pot suposar un cost afegit d’entre un 18 i un 22 percent extra en les sèries de producció segons els darrers resultats de recerca de Ponemon.
Quan es treballa en dissenys realment complexos que necessiten precisió fins a fraccions de mil·límetre, al voltant de 8 de cada 10 enginyers recomanen unir-se amb fabricadors especialitzats en treballs complicats. Aquests tipus d'empreses disposen tant de l'equipament sofisticat com del coneixement tècnic necessari per abordar problemes que poden sorgir durant la fabricació, coses com ara quan les peces d'alumini es deformen pel calor o quan els components d'acer inoxidable es torcen inesperadament després del processament. Analitzant resultats reals de projectes també es pot observar una dada interessant: els treballs realitzats amb aquests partners especialitzats solen tenir aproximadament un 40 per cent menys d'errors relacionats amb mides en comparació amb projectes gestionats per empreses de fabricació habituals. Aquest tipus de trajectòria fa evident per què tants professionals insisteixen a trobar fabricants amb experiència específica en el seu sector concret.
Criteris Clau per a la Selecció de Partners (Resultats de l'Enquesta del 2024)
EN
