Una vez fabricado el prototipo de fundición, los clientes disponen de una pieza física que pueden examinar y someter a pruebas. El siguiente paso consiste en convertir el diseño en un proceso de fabricación adecuado para la producción.
Esto suele implicar la finalización del plano, el desarrollo de las herramientas de producción, la realización de una prueba piloto y la obtención de la aprobación del cliente. Si el prototipo y las piezas de producción se fabrican utilizando métodos diferentes, puede ser necesario volver a verificar algunas dimensiones o requisitos de rendimiento mediante piezas de prueba. Comprender estas etapas ayuda a los clientes a preparar la información necesaria para un presupuesto y a planificar el tiempo necesario para la fabricación de herramientas, la inspección y la revisión.
¿Por qué fabricar un prototipo antes de la producción?
Un prototipo permite a los clientes ver la forma y las dimensiones de la pieza y comprobar cómo encaja con otros componentes antes de que comience la producción. También puede ayudar a detectar a tiempo posibles problemas de fabricación, lo que brinda al equipo de diseño y a la fundición la oportunidad de realizar cambios antes de lanzarse a una producción a mayor escala.
El proceso desde el prototipo hasta la producción
1. Revisar el prototipo y modificar el plano
Tras las pruebas del prototipo, el cliente y el proveedor revisan cualquier problema detectado durante el muestreo. Si es necesario ajustar una interfaz o modificar un ajuste mecanizado, dichas revisiones deben reflejarse en el plano utilizado para la producción.
Además de las dimensiones finales, el plano definitivo debe especificar los requisitos relativos al material, la superficie y la inspección. En el caso de las piezas fundidas que requieran mecanizado, el plano o la documentación complementaria deben indicar claramente qué superficies se mantendrán tal y como han salido de la fundición y cuáles se mecanizarán hasta alcanzar las dimensiones finales.
El personal de utillaje, fundición, mecanizado y control de calidad puede participar en la preparación de la producción. Trabajar con la misma revisión del plano ayuda a evitar que los distintos equipos interpreten las cotas y los requisitos técnicos de forma diferente.
2. Seleccionar el proceso de producción y desarrollar las herramientas de fabricación
La fundición selecciona un proceso de producción en función de la geometría de la pieza, el material y el volumen previsto, y a continuación diseña las herramientas y los accesorios correspondientes. Las herramientas deben dar forma a las características externas e internas de la pieza fundida, al tiempo que permiten el vertido, la alimentación y la extracción de la pieza.
Por ejemplo, fundición en arena Puede dar apoyo a proyectos desde el desarrollo del prototipo hasta la producción en serie.
Los requisitos de mecanizado también influyen en el diseño de la pieza bruta de fundición. Es posible que un orificio o una superficie de montaje que figure en el plano de la pieza acabada deba perforarse, mandrilarse o fresarse para alcanzar sus dimensiones finales. La fundición debe dejar material en las zonas adecuadas y tener en cuenta cómo se colocará la pieza durante el mecanizado.
Si el prototipo se ha fabricado con utillaje sencillo y para la producción se va a utilizar una nueva herramienta, es necesario volver a comprobar la pieza en bruto de fundición durante la prueba de funcionamiento. Las zonas que se van a mecanizar deben contar con suficiente material en los lugares adecuados. Un margen de mecanizado insuficiente puede dejar parte de una superficie sin mecanizar, mientras que un margen excesivo implica que hay que eliminar más material y que el mecanizado puede llevar más tiempo.
3. Realizar una prueba de funcionamiento e inspeccionar las piezas
Una vez que el utillaje y el proceso de producción están listos, el proveedor fabrica piezas de prueba en condiciones representativas del proceso de producción previsto. La prueba permite comprobar si las piezas fundidas cumplen los requisitos del plano y puede poner de manifiesto posibles problemas entre la fundición y el mecanizado posterior.
El alcance de la inspección depende del estado en el que se entreguen las piezas. Las piezas en bruto recién fundidas se comprueban según las dimensiones especificadas para el estado de fundición, los requisitos de superficie y otros criterios aplicables. Si el proveedor también realiza el mecanizado, se comprueban las dimensiones críticas y las características posicionales de la pieza acabada. Se llevan a cabo ensayos de materiales, inspecciones internas de calidad y pruebas funcionales según lo requiera el proyecto.
Si una pieza de prueba presenta un problema, el proveedor debe determinar si este se debe a la pieza en bruto de fundición, al mecanizado o a los datos de inspección. Por ejemplo, si una parte de una superficie mecanizada queda sin cortar, se pueden revisar las dimensiones de la pieza en bruto y la posición de sujeción para determinar si la causa es la distribución del margen de mecanizado o el método de posicionamiento. Una vez solucionado el problema, se vuelven a comprobar las características afectadas.
4. Presentar la documentación y obtener la autorización
Tras la prueba de funcionamiento y la inspección, el proveedor presenta las muestras y los informes acordados para que el cliente los revise. Los informes deben corresponder a las piezas inspeccionadas y a la revisión del plano, de modo que el cliente pueda comprobar qué requisitos cumple el material presentado.
Algunos proyectos requieren un informe de inspección del primer artículo. Si el cliente exige un Proceso de aprobación de piezas de producción (PPAP) Al presentar la solicitud, el proveedor también prepara la documentación necesaria para el nivel de presentación especificado. En el plan del proyecto deben figurar los documentos que deben presentarse, las personas encargadas de su revisión y el plazo para la aprobación de la producción.
Una vez aprobada, el proveedor organiza la producción y la entrega según lo acordado. Los lotes posteriores siguen cumpliendo con lo especificado controles e inspecciones de procesos. Los cambios relacionados con las herramientas, los materiales o los procesos de fabricación se gestionan de acuerdo con los requisitos del cliente.
¿Qué información necesitas preparar?
Al inicio de un proyecto, los clientes pueden facilitar los planos, la información sobre los materiales y los requisitos de cantidad de los que ya dispongan. A medida que se va ultimando el diseño, pueden añadir requisitos de ensayo, aceptación y homologación.
| Información | Contenido principal | Propósito |
|---|---|---|
| Dibujos y maquetas | Dibujo en 2D actualizado, modelo en 3D disponible y revisión | Establecer la geometría, las dimensiones y los fundamentos de diseño de la pieza |
| Requisitos de material | Calidad del material y especificaciones aplicables al material y al tratamiento térmico | Definir los requisitos relativos a la adquisición de materiales y a la verificación del rendimiento |
| Condiciones de mecanizado y entrega | Estado tal y como se ha fundido, con mecanizado en bruto o con mecanizado de acabado; superficies mecanizadas y dimensiones críticas | Definir los requisitos de las piezas en bruto de fundición y el alcance de los proveedores |
| Requisitos de calidad | Requisitos de calidad superficial e interna, pruebas funcionales y criterios de aceptación | Determinar las inspecciones de prueba y de entrega |
| Plan de producción | Cantidad de muestras, volumen de producción previsto y calendario de entregas | Planificar las herramientas, las pruebas piloto y la capacidad de producción |
| Documentos de autorización | Informe del primer artículo, informe sobre materiales, PPAP u otros documentos especificados | Definir qué se necesita para la revisión por parte del cliente y la puesta en marcha |
Las condiciones de entrega influyen de manera significativa en el presupuesto. Para una misma pieza, el suministro de una pieza en bruto tal y como ha salido del molde implica un alcance de trabajo y de inspección diferente al del suministro de un componente totalmente mecanizado. Por lo tanto, ambas partes deben aplicar los mismos requisitos a la hora de elaborar y revisar el presupuesto.
Factores que influyen en el coste y el plazo de entrega
Utillaje de producción suele ser una inversión independiente. Es posible que los moldes utilizados para el prototipo no sean adecuados para la producción en serie. Si se necesitan nuevos moldes, el calendario del proyecto debe prever tiempo suficiente para su diseño, fabricación y pruebas.
El momento en que se aplican los cambios en el dibujo También influye en la cantidad de trabajo. Antes de fabricar las herramientas, cualquier cambio puede incorporarse en los documentos de diseño. Una vez fabricadas las herramientas, los cambios que afecten a la cavidad, a los conductos internos o a las zonas mecanizadas pueden requerir modificaciones en las herramientas y una inspección adicional.
Las inspecciones y la revisión por parte del cliente también influyen en la primera entrega. Tras la prueba piloto, es posible que aún estén en curso los ensayos de materiales, las inspecciones externas o la tramitación de los documentos de homologación. Solicitar al proveedor que detalle por separado los plazos estimados para la fabricación de utillaje, la producción de prueba y los informes ayuda al cliente a planificar su revisión interna.
Conclusión
Una vez validado el prototipo de fundición, el proyecto debe plasmar los requisitos de diseño en un proceso de producción y en las herramientas necesarias, y a continuación realizar una prueba piloto para inspeccionar las piezas fabricadas siguiendo el proceso de producción previsto.
El cliente proporciona el plano, el material, la cantidad y los requisitos de aceptación; la fundición los utiliza para preparar el proceso de fabricación y la documentación de inspección. Abordar las cuestiones clave antes del desarrollo de las herramientas de trabajo contribuye a que la prueba piloto, la aprobación y la entrega posterior se desarrollen con mayor fluidez.
Preguntas frecuentes
¿Puede un molde pasar directamente a la fase de producción una vez aprobado el prototipo?
Una vez aprobado el prototipo, aún es necesario tener listos el plano de producción, el proceso y las herramientas. Si el cliente solicita una prueba de producción, una inspección del primer artículo u otra aprobación, dichos pasos también deben completarse antes de la entrega de la producción acordada.
¿Es necesario que el prototipo y la pieza de producción se fabriquen mediante el mismo proceso?
No. La ruta de producción puede variar en función del volumen de producción, los requisitos de las piezas y el plan de utillaje. Si la ruta cambia, ambas partes deben evaluar qué dimensiones, propiedades de los materiales o requisitos funcionales deben volver a verificarse.
¿Es necesario realizar un PPAP en todos los proyectos de fundición?
No. La necesidad de realizar un PPAP depende del cliente y del proyecto. En otros proyectos puede utilizarse la inspección del primer artículo u otro método de aprobación de muestras acordado por ambas partes.
¿Cuánto tiempo se tarda en pasar de un prototipo de fundición a la producción?
El calendario depende de la aprobación de los planos, el desarrollo de las herramientas, la producción de prueba, las pruebas y la revisión por parte del cliente. Al solicitar un presupuesto, los clientes pueden pedir a la fundición que les facilite los plazos estimados para cada fase.
