• 10 de junio de 2025

Schabmüller recurre a la experiencia de MAPAL en el mecanizado del aluminio

esde hace un tiempo, MAPAL gestiona las herramientas en el proveedor de automoción Schabmüller. Además, el fabricante de herramientas, con sede en Aalen, se encarga de la programación CAD/CAM de los componentes, incluidas las simulaciones. Ante los crecientes desafíos del mecanizado del aluminio, Schabmüller valora especialmente esta solución integral.

Schabmüller Automobiltechnik GmbH (SMI), ubicada en Großmehring, cerca de Ingolstadt, es desde 1988 proveedor del sector de la automoción y progresivamente se ha especializado en la producción eficiente de grandes series. Sus piezas se integran en vehículos de marcas como Mercedes, Porsche, Audi, BMW y Jaguar, entre otras. SMI opera principalmente como proveedor de segundo nivel. Entre sus principales clientes se encuentran Aludyne y Strojmetal, empresas que suministran directamente a los fabricantes de automóviles el material de fundición de aluminio y forja.

Hasta hace algunos años, Schabmüller fabricaba tapas de culata para el motor V6 de 3.0 litros del grupo VW, alcanzando volúmenes de producción de hasta 320.000 unidades anuales. Aunque estos componentes —cuya instalación también está a cargo de Schabmüller— se siguen produciendo, el volumen ha disminuido. No obstante, nuevos pedidos de gran envergadura han permitido a la empresa reducir su dependencia del motor de combustión.

“Desde entonces, hemos comenzado con la producción de piezas para sistemas de suspensión, lo que nos brinda la oportunidad de diversificar nuestra actividad en esta dirección”, explica el director general Helmut Häckl. “Nuestro negocio ha evolucionado con ese propósito en mente”. Sin embargo, los nuevos componentes también suponen retos adicionales para Schabmüller.

La producción en Schabmüller se realiza principalmente en máquinas multihusillo. Los portacubos son mecanizados por SW en una máquina de doble husillo.

Con su incursión en la producción de componentes para los sistemas de suspensión, Schabmüller se enfrentó a experiencias completamente nuevas. En el ámbito de los vehículos eléctricos, los proyectos suelen sufrir retrasos, no alcanzan los volúmenes originalmente previstos o requieren modificaciones de último momento antes del inicio de la producción en serie. Helmut Häckl conoce bien la causa: “Hasta el final, los fabricantes de equipos originales siguen acumulando datos a partir de las pruebas de carga, ya que los vehículos son cada vez más pesados debido a las baterías. Por ello, ciertos componentes deben rediseñarse con estructuras más robustas para cubrir todas las situaciones límite”. Stephan Streck, consultor técnico de MAPAL, lo ilustra con un ejemplo concreto: en el caso de un soporte de buje, surgieron problemas de rigidez durante la conducción. Prácticamente en el último momento, fue necesario mecanizar una superficie adicional y añadir una nervadura de refuerzo.

Schabmüller debe planificar tanto las instalaciones como los precios de los componentes incluso antes de contar con un diseño definitivo, lo que representa un desafío constante para la empresa. “El tiempo de ciclo es el factor clave para adjudicarse un pedido”, afirma Helmut Häckl.

MAPAL se implicó desde el primer momento

Para afrontar mejor los cambios de última hora y seguir optimizando su producción global, Schabmüller decidió involucrar a MAPAL desde la fase de programación CAD/CAM. “Mantenemos una colaboración muy estrecha con MAPAL y valoramos especialmente su rapidez de respuesta”, señala Helmut Häckl. “Por eso, vimos con buenos ojos ampliar nuestra cooperación hacia la programación y simulación CNC”. Actualmente, MAPAL participa en el diseño de las herramientas para nuevos proyectos y también se encarga de la gestión integral de las herramientas. Sus servicios están completamente adaptados a las necesidades del cliente e incluyen la programación de herramientas, el preajuste, la dosificación y reacondicionamiento, el soporte técnico para la producción en serie, así como la optimización de tiempos de ciclo, rendimiento y vida útil de las herramientas.

Schabmüller dejó de realizar programación interna en 2018. “Para CAD/CAM, necesitamos especialistas con un dominio absoluto del tema”, explica Häckl. “Si solo trabajamos entre dos y cuatro proyectos nuevos al año, no tiene sentido contar con un recurso interno dedicado exclusivamente a ello”. Desde entonces, Schabmüller ha recurrido ocasionalmente a los servicios de los fabricantes de máquinas para cubrir las necesidades de programación. No obstante, la falta de simulaciones en 3D suponía una limitación importante: era evidente que no se estaban explotando al máximo las posibilidades de optimización de los tiempos de ciclo.

Con la incorporación de MAPAL desde las fases iniciales, la situación ha cambiado radicalmente. La programación NC, la simulación y la gestión de herramientas están ahora completamente integradas. Por ejemplo, los datos generados en las simulaciones se incorporan directamente a la planificación de herramientas, lo que permite detectar posibles colisiones en una etapa temprana. Además, MAPAL puede reaccionar de inmediato ante cualquier cambio en los componentes por parte de los OEM, incluso antes del inicio de la producción. Las modificaciones se prueban primero en entornos virtuales mediante simulaciones 3D, antes de que se fabriquen las herramientas definitivas. Stephan Streck subraya la importancia de este enfoque: “Si no se detectan a tiempo los efectos negativos de un cambio, los costes pueden alcanzar fácilmente cifras de cinco dígitos”.

La simulación también juega un papel fundamental en la optimización del mecanizado. Por ejemplo, permite identificar ángulos de aproximación que mejoran la eficiencia en la eliminación de material. Además, los datos generados por ordenador pueden utilizarse para minimizar el recorrido de las herramientas. “Este tipo de detalles es mucho más sencillo de detectar mediante simulaciones que observando directamente el proceso dentro de la máquina”, explica Streck.

Presentando una carcasa de eje trasero (de izquierda a derecha): Stephan Streck (consultor técnico de MAPAL), Eugen Bien (ingeniero de aplicaciones de MAPAL) y Helmut Häckl (director general de Schabmüller).

Piezas forjadas, no fundición de aluminio

Las piezas de suspensión implican un cambio en el material base, pasando de aluminio fundido a presión a aluminio forjado. Las piezas forjadas presentan una capacidad de carga significativamente mayor que las fundidas. Esta mayor estabilidad es especialmente importante en el contexto de la electromovilidad. Sin embargo, también implica mayores exigencias en el mecanizado para alcanzar los tiempos de ciclo deseados. La cantidad de material a eliminar y, por tanto, el volumen a mecanizar, es considerablemente mayor, lo que requiere el desarrollo de estrategias de fresado específicas y adaptadas.

Las propiedades del material también han cambiado, tal como explica Stephan Streck: “En comparación con las piezas de aluminio fundido, el aluminio forjado tiene un contenido de silicio mucho menor. Esto provoca que las virutas no se fragmenten adecuadamente, generando virutas largas durante el mecanizado, lo que implica un mayor desgaste en los filos. Para encontrar soluciones, es imprescindible aplicar toda la experiencia que MAPAL tiene en el mecanizado del aluminio”. Actualmente, Schabmüller utiliza aluminio forjado para la fabricación de algunos soportes de buje, nudillos de dirección y brazos de control producidos en Großmehring.

 Helmut Häckl, director general de Schabmüller (a la derecha), y Stephan Streck, consultor técnico de MAPAL, con un portacubos. Las herramientas utilizadas para su fabricación se ven al fondo.

Fresa de gran volumen NeoMill-Alu-QBig utilizada antes de su lanzamiento al mercado

Otro aspecto de la mejora continua de los procesos es que MAPAL incorpora nuevas herramientas tan pronto como están disponibles y ofrecen ventajas claras. Como señala Eugen Bien, ingeniero de aplicaciones, la nueva fresa de plaquita intercambiable NeoMill-Alu-QBig fue empleada en Schabmüller incluso antes de su lanzamiento oficial al mercado.

Esta nueva fresa de plaquita intercambiable de MAPAL  destaca por su óptimo rendimiento en el fresado de gran volumen del aluminio. Está diseñada para operar a velocidades de hasta 35.000 rpm, lo que permite alcanzar la máxima tasa de eliminación de material. Para garantizar un ajuste seguro frente a las elevadas fuerzas centrífugas, los tornillos empleados tienen una resistencia a la tracción superior, asegurando una sujeción firme de las nuevas placas intercambiables en su asiento prismático. Además, el cuerpo de la herramienta cuenta con un sistema de equilibrado fino que protege el husillo de la máquina y contribuye a obtener acabados superficiales de alta calidad. Durante el desarrollo, se prestó especial atención en minimizar las fuerzas de corte y a la precisión de las plaquitas intercambiables.

De los tres recubrimientos disponibles, los técnicos de MAPAL seleccionaron un recubrimiento de diamante para el mecanizado de las fundiciones de molde en Schabmüller. Durante la operación, el operario gira las plaquitas intercambiables, que cuentan con dos filos de corte, directamente en la máquina. Posteriormente, MAPAL realiza el ajuste de la fresa en la sala especializada. Una ventaja de las plaquitas dúctiles de metal duro integral de la NeoMill-Alu-QBig, en comparación con las fresas con cuchillas de PCD soldadas usadas anteriormente, es que ofrecen mayor resistencia al desgaste ante la presencia de residuos de arena del molde en la pieza en bruto.

Sin embargo, hay otro factor clave para el usuario, como señala Häckl: “En la producción, conseguimos reducir los tiempos de ciclo con el NeoMill-Alu-QBig, gracias a que pudimos aumentar tanto la velocidad de corte como el avance. Para ello, estuvimos dispuestos a sacrificar una vida útil más larga de la herramienta”.

La adopción de la NeoMill-Alu-QBig implicó implementar una estrategia de fresado diferente y aumentar la densidad de viruta central. Los resultados medidos por MAPAL reflejan claramente el éxito logrado. Con parámetros de corte más agresivos, el cambio del fresado circular al fresado helicoidal y mejores condiciones de mecanizado, se consiguió una reducción del 54 % en el tiempo de ciclo para esta operación. La nueva herramienta permitió incrementar el avance por diente de un promedio de 14 mm a 32 mm.

Helmut Häckl, director general de Schabmüller (a la derecha), y Stephan Streck, consultor técnico de MAPAL, con un portacubos. Las herramientas utilizadas para su fabricación se ven al fondo.

Fresa de gran volumen NeoMill-Alu-QBig utilizada antes de su lanzamiento al mercado

Otro aspecto de la mejora continua de los procesos es que MAPAL incorpora nuevas herramientas tan pronto como están disponibles y ofrecen ventajas claras. Como señala Eugen Bien, ingeniero de aplicaciones, la nueva fresa de plaquita intercambiable NeoMill-Alu-QBig fue empleada en Schabmüller incluso antes de su lanzamiento oficial al mercado.

Esta nueva fresa de plaquita intercambiable de MAPAL  destaca por su óptimo rendimiento en el fresado de gran volumen del aluminio. Está diseñada para operar a velocidades de hasta 35.000 rpm, lo que permite alcanzar la máxima tasa de eliminación de material. Para garantizar un ajuste seguro frente a las elevadas fuerzas centrífugas, los tornillos empleados tienen una resistencia a la tracción superior, asegurando una sujeción firme de las nuevas placas intercambiables en su asiento prismático. Además, el cuerpo de la herramienta cuenta con un sistema de equilibrado fino que protege el husillo de la máquina y contribuye a obtener acabados superficiales de alta calidad. Durante el desarrollo, se prestó especial atención en minimizar las fuerzas de corte y a la precisión de las plaquitas intercambiables.

De los tres recubrimientos disponibles, los técnicos de MAPAL seleccionaron un recubrimiento de diamante para el mecanizado de las fundiciones de molde en Schabmüller. Durante la operación, el operario gira las plaquitas intercambiables, que cuentan con dos filos de corte, directamente en la máquina. Posteriormente, MAPAL realiza el ajuste de la fresa en la sala especializada. Una ventaja de las plaquitas dúctiles de metal duro integral de la NeoMill-Alu-QBig, en comparación con las fresas con cuchillas de PCD soldadas usadas anteriormente, es que ofrecen mayor resistencia al desgaste ante la presencia de residuos de arena del molde en la pieza en bruto.

Sin embargo, hay otro factor clave para el usuario, como señala Häckl: “En la producción, conseguimos reducir los tiempos de ciclo con el NeoMill-Alu-QBig, gracias a que pudimos aumentar tanto la velocidad de corte como el avance. Para ello, estuvimos dispuestos a sacrificar una vida útil más larga de la herramienta”.

La adopción de la NeoMill-Alu-QBig implicó implementar una estrategia de fresado diferente y aumentar la densidad de viruta central. Los resultados medidos por MAPAL reflejan claramente el éxito logrado. Con parámetros de corte más agresivos, el cambio del fresado circular al fresado helicoidal y mejores condiciones de mecanizado, se consiguió una reducción del 54 % en el tiempo de ciclo para esta operación. La nueva herramienta permitió incrementar el avance por diente de un promedio de 14 mm a 32 mm.

Schabmüller fabrica portacubos en una máquina de doble husillo de SW. La imagen muestra el uso de fresas de disco con plaquitas intercambiables de MAPAL.

Dentro del amplio conjunto de herramientas utilizadas para el mecanizado de un portacubos, la NeoMill-Alu-QBig es una de las pocas herramientas estándar, pero desempeña un papel fundamental en la reducción del tiempo de ciclo. Como explica Eugen Bien: “El uso de la NeoMill-Alu-QBig representa aproximadamente el 30 % del tiempo total de mecanizado”. Aunque el enfoque principal está en el desbaste del componente, esta herramienta también es capaz de generar superficies con calidad de pieza terminada.

Los portacubos imponen altos requisitos a la estrategia de mecanizado. Para Porsche y AMG, Schabmüller produce aproximadamente 97.000 unidades al año, a partir de piezas fundidas o forjadas, lo que exige un tiempo de ciclo de seis minutos para dos componentes en un doble husillo. Los juegos de herramientas utilizados comprenden entre 45 y 55 piezas, en su mayoría personalizadas y específicas para cada cliente. La mayoría de estas herramientas, como brocas, brocas escalonadas y herramientas de mandrinado fino, se emplean en una o dos operaciones de mecanizado solamente. En este contexto, la función de la simulación es minimizar el tiempo no productivo asociado a las distintas herramientas, y, en el mejor de los casos, asegurar que cada operación de mecanizado se ejecute una sola vez.

En el sistema de almacén, MAPAL suministra todas las herramientas necesarias para un componente a través de la gestión de herramientas. Para los portacubos, se requieren entre 45 y 55 herramientas diferentes

Potencial de crecimiento en el futuro

Schabmüller cuenta actualmente con alrededor de 150 empleados y se encuentra en constante crecimiento. Recientemente se finalizaron las obras de una tercera nave. Originalmente diseñada para la producción en grandes series de tapas de culata para VW, parte de esta doble nave se destina ahora a otros fines. Actualmente, Schabmüller mecaniza grandes volúmenes de material base para fabricar placas superiores de baterías para vehículos eléctricos. Además, en un segundo proyecto, se están produciendo carcasas de eje trasero para otro fabricante de automóviles.