Sistema de medición láser BLUM DIGILOG en ZECHA Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH

Measuring Components

Medición fiable de herramientas de 10 µm

Cuando se trata de herramientas de metal duro, siempre hay productos que empujan los límites de lo que se consideraba técnicamente posible. Algunos de estos productos increíbles son fabricados por ZECHA Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH, como una fresa de dos filos con un diámetro de 10 µm o una herramienta de PCD con 42 aristas de corte y un diámetro de 6 milímetros. Sin embargo, la empresa de Königsbach-Stein, Alemania, no solo fabrica herramientas, sino que también ofrece soluciones completas para los procesos de fabricación. Aquí es donde la tecnología de medición láser de Blum-Novotest desempeña un papel importante.

Las herramientas de ZECHA se utilizan en muchas industrias diferentes, lo que hace que la empresa sea resistente a las crisis: los productos para los clientes van desde la construcción de moldes y herramientas, la ingeniería dental y eléctrica, hasta las industrias farmacéutica, textil, de muebles, joyería, automotriz y aeroespacial. La empresa se especializa en herramientas con diámetros de 12 mm hasta micro herramientas muy pequeñas con diámetros de 0.01 mm, con el más alto nivel de precisión. Fabricar estas herramientas requiere un alto grado de experiencia porque las geometrías de las herramientas de tamaño normal no se pueden simplemente reducir a la escala micro. Cuando se utilizan fresas con un diámetro de unas pocas décimas de milímetro, las condiciones de mecanizado son completamente diferentes de las dimensiones convencionales.

"Pero nuestra gama de productos va mucho más allá de las herramientas", enfatiza el responsable de producto Stephen Rapp. "Ofrecemos soluciones completas para aplicaciones de mecanizado y trabajamos estrechamente con los fabricantes de máquinas y accesorios en el proceso. Esto se debe a que no solo proporcionamos a los clientes herramientas, sino también un proceso de producción personalizado para sus máquinas si es necesario".

Esto plantea la cuestión de cómo medir herramientas tan pequeñas que son muchas veces más pequeñas que un cabello humano y cómo asegurar que el proceso de mecanizado sea reproducible. "Es especialmente importante que la medición se realice en la máquina porque esta es la única forma de registrar y compensar todos los factores influyentes. Dado que el fabricante de máquinas KERN ha estado integrando sistemas de medición láser de BLUM en sus máquinas de precisión como estándar durante muchos años y ZECHA tiene su propia máquina de alta gama, no llevó mucho tiempo decidirse por el LC50-DIGILOG", dice Marcus Becker, ingeniero de aplicaciones de fresado en ZECHA, recordando el proyecto. "Después de las pruebas iniciales del sistema, quedó inmediatamente claro que el producto de BLUM era perfecto para medir micro herramientas, incluso si miden solo 10 micras de diámetro".

En 2017, BLUM presentó el LC50-DIGILOG, una nueva generación de sistemas de medición láser que presentaba por primera vez la tecnología revolucionaria DIGILOG. En términos de precisión de medición, velocidad y confiabilidad del proceso, superó a todo lo que había antes. A diferencia de los sistemas láser convencionales que generan un solo valor medido cuando el haz láser se sombrea hasta cierto grado, el sistema de medición láser LC50-DIGILOG determina el valor medido real basado en miles de valores individuales por segundo. "Además, gracias a la gran cantidad de valores medidos por filo de corte, este sistema inteligente detecta la contaminación y los depósitos de lubricante de refrigeración en la herramienta y los calcula fuera del resultado, lo que hace que los resultados de medición sean aún más confiables", explica Kai Fundel, técnico de ventas en Blum-Novotest. "Combinado con muchas otras mejoras, como la óptica láser perfeccionada, una forma de haz optimizada y la reducción del 30 por ciento en el diámetro de enfoque, permitimos una precisión absoluta más allá de todos los sistemas de medición comparables".

No es sorprendente que, además de la medición de herramientas, la detección de roturas de herramientas también sea un tema importante con las micro herramientas y, cuando se trata de herramientas de 10 µm, sea incluso crucial para la fiabilidad del proceso. La probabilidad de rotura de herramientas es naturalmente mucho mayor aquí que con las herramientas estándar, y sin el sistema de medición láser solo se podría detectar si el mecanizado no se completaba. Aquí es donde la medición sin contacto a velocidad de mecanizado, que es posible con el sistema DIGILOG de BLUM, ofrece grandes ventajas ya que se realiza en cuestión de segundos y es absolutamente confiable sin el riesgo de dañar la herramienta.

El LC50-DIGILOG también juega un papel importante en el desarrollo de procesos para los clientes: "Con el LC50-DIGILOG podemos medir con precisión la vida útil y el desgaste en nuevos procesos o herramientas de nuevo desarrollo. Después de todo, nuestros clientes quieren saber qué vida útil pueden esperar de las herramientas antes de comprarlas", informa Marcus Becker. "Una gran ventaja aquí es que el sistema de medición láser no se limita a la tecnología de micro herramientas, sino que cubre todos nuestros diámetros de herramientas. Esto significa que podemos desarrollar todos los procesos con un solo sistema de medición". Incluso los diferentes colores de recubrimiento no afectan a los resultados de medición. Juntos, los especialistas de ZECHA y BLUM midieron toda la gama de herramientas para la prueba y lograron los mejores valores medidos sin fallos.

Junto con los sistemas de medición láser, ZECHA también utiliza el software LC-VISION de Blum-Novotest. Este es un software de medición y visualización que se puede usar para generar, visualizar y evaluar rápidamente una amplia variedad de aplicaciones de medición en la pantalla de control. "La 'función de estabilidad' en LC-VISION, por ejemplo, nos permite conocer el comportamiento de la máquina, por decirlo de forma sencilla. Puedes ver relativamente rápido cuando la máquina ha alcanzado un estado térmico estable y puede comenzar el proceso de mecanizado", explica Marcus Becker. "Sin embargo, también me gustaría enfatizar lo fácil de usar que es el software de medición LC-VISION porque ofrece más opciones y es más conveniente que cuando los procesos de medición se llaman y realizan a través de un ciclo NC. El software ofrece evaluaciones para muchas series de medición, un panel que muestra tendencias de desgaste, así como otros factores y la creación intuitiva de programas de medición para una amplia gama de herramientas".

Ya sea que se necesiten visualizaciones del perfil de la herramienta medida para evaluar rupturas o estadísticas para pruebas a largo plazo, LC-VISION también proporciona una gran cantidad de información útil durante el desarrollo de herramientas. " "Por ejemplo, para evaluar nuestros propios procesos de fabricación, utilizamos la medición de filos de corte, donde se pueden medir y comparar todos los filos de una herramienta entre sí. Y esto también se aplica a herramientas con un diámetro de solo 10 µm", enfatiza Thilo Hutmacher del departamento de Investigación y Desarrollo de ZECHA. "Especialmente con herramientas muy pequeñas, la concentricidad es de gran importancia; en el peor de los casos, un desequilibrio es suficiente para causar que la herramienta se rompa a la velocidad nominal. Eso significa que las mediciones en la máquina con el husillo funcionando y en el portaherramientas son extremadamente importantes para nosotros porque se mide todo el sistema, no solo los componentes individuales".

ZECHA ahora presenta a sus clientes paquetes completos que consisten en herramienta, proceso y sistema láser DIGILOG. Estos aseguran una alta calidad de mecanizado y garantizan la mejor productividad posible. La detección de roturas después de cada paso de mecanizado protege la máquina y las herramientas posteriores; es esencial para un funcionamiento sin problemas y sin supervisión. Las herramientas de alta calidad se pueden utilizar hasta sus límites de desgaste individuales, en lugar de sustituirlas tras una vida útil especificada que se ve afectada por factores de seguridad. "El LC50-DIGILOG también nos permite asegurar la fiabilidad del proceso hasta el rango de micras. Ahora estamos en contacto constante durante el desarrollo del proceso, lo que significa que podemos ofrecer a nuestros clientes las mejores soluciones posibles", explica Marcus Becker. "El sistema DIGILOG también es muy bueno en cuanto a velocidad de medición. Una medición normal solo toma unos pocos segundos, mientras que otras tecnologías requieren mucho más tiempo con menos precisión. Después de todo, siempre estamos buscando “la micra”; con BLUM hemos encontrado un socio que marca al mismo ritmo que nosotros".