CNC de alto rendimiento para ruedas de alto rendimiento

Pole position en mecanizado

BBS Motorsport confía en los centros de torneado y fresado controlados por FANUC

Al mecanizar preformas fundidas y forjadas para convertirlas en llantas de coches de Fórmula 1 y otros vehículos de carreras, competimos a contrarreloj. El fabricante de alta calidad BBS Motorsport logra resultados excelentes con una maquinaria que incluye centros de mecanizado Matsuura. La tecnología de control y accionamiento elegida es la del líder del mercado mundial, FANUC.

Salta a la vista que Roman Müller, director gerente de BBS Motorsport GmbH, siente pasión por los deportes del motor. Habla con entusiasmo de las llantas de aleaciones ligeras que su empresa desarrolla y produce y sobre los éxitos que se han conseguido sobre llantas de BBS desde hace 40 años en todos los tipos de deportes del motor. Un ejemplo de ello son todos los campeonatos del mundo logrados por Michael Schumacher con Ferrari, con llantas de BBS.

No nos sorprende que Roman Müller imponga niveles de calidad tan altos para sí mismo y su equipo de expertos: "Trabajamos con las principales escuderías, por lo que deseamos desarrollar las mejores llantas de aleaciones ligeras del mundo que les proporcionen esa ventaja decisiva de una centésima de segundo".

Desde hace 40 años, partner de prestigio de los deportes automovilísticos

La historia de la empresa está llena de numerosos hitos de desarrollo. Ya en 1972, BBS (fundada en 1970) producía las llantas de tres piezas, que constan de un tambor central y dos anillos, exterior e interior. Aunque estos últimos están disponibles en inventario en varios tamaños, los tambores premontados se adaptan a última hora para cada vehículo concreto. Mediante este sistema modular, se pueden crear numerosas versiones con distintas anchuras, separaciones entre anillos y diámetros. "Una de estas ruedas individualizadas se completa en el plazo de una semana", dice Roman Müller, "y el cliente puede conducir su vehículo deportivo en la pista de carreras".

Las llantas de tres piezas siguen gozando de gran popularidad. Sin embargo, en la actualidad predominan las llantas de aleaciones ligeras que se funden o forjan en una sola pieza maciza. Combinan el peso ligero de las aleaciones especiales con la máxima estabilidad, sin puntos débiles de ninguna clase, como señala Roman Müller. Para garantizarlo, se someten a varias inspecciones de producción en BBS Motorsport; la primera de ellas, antes del mecanizado, para asegurarse de que la calidad de los materiales sea conforme con los niveles de calidad exigidos. Esto va seguido de mediciones durante los procesos en las herramientas de mecanizado. Por último, se lleva a cabo una inspección tridimensional completa en la sala de medición.

En cuanto al peso, rigidez y durabilidad, BBS ha establecido un punto de referencia con el desarrollo de la llanta de magnesio forjada. Para Roman Müller, ha sido un gran éxito: "A principios de la década de 1990, Ferrari fue la primera escudería que utilizó nuestras llantas de magnesio forjadas en Fórmula 1. Hoy día, se han convertido en las llantas estándar y, por desgracia, ya no somos los únicos fabricantes".

Sin embargo, BBS Motorsport no solo sobresale en términos de materiales, sino también de innovaciones que se han convertido en estándares de calidad en lo tocante al mecanizado. Por ejemplo, la proporción entre peso y estabilidad se puede optimizar mediante el fresado de los radios. Al hacerlo, se eliminan partes de la llanta que no son relevantes para aportarle rigidez y, por consiguiente, constituyen un lastre innecesario. Se trata de una tecnología desarrollada originalmente por BBS que muchos otros emulan en la actualidad.

Por delante también en mecanizado

Para llevar a cabo estos complicados procedimientos de mecanizado de forma rentable, el fabricante de llantas debe contar con un equipamiento perfecto en el departamento de producción. Para el mecanizado, Roman Müller confía en dos proveedores esenciales: Mori Seiki le proporciona las máquinas de torneado y Matsuura, las fresadoras. Lo que el propietario de la empresa aprecia más de estos proveedores es su alta calidad duradera. Además, el proveedor para carreras alaba los centros de mecanizado de Matsuura por su velocidad: "Cuando empezamos con el mecanizado de alta velocidad en 1999, probamos los centros de varios fabricantes. Para nuestros requisitos de mecanizado de aleaciones ligeras, los resultados del FX70 de Matsuura superaban con creces a los demás".

En aquel momento, BBS solía recibir las preformas preforjadas sin terminar, próximas a los contornos definitivos, de tal forma que solo se requerían rutinas menores de fresado y taladrado. Para producir las denominadas preformas de forma neta, había que invertir en herramientas de forjado muy caras y esto solo era viable para cantidades de unidades elevadas, algo infrecuente en el mundo de las carreras.

Así pues, el equipo de Roman Müller buscó una alternativa. Y la encontró: el mecanizado de alta velocidad de preformas forjadas como discos de rueda. Mediante la maquinaria de torneado y fresado, se podían tornear para obtener cualquier contorno que se deseara, específico para cliente y con sus propios elementos de estilo. Roman Müller lo explica: "Invertir en una costosa matriz de forjado supone quedar cautivo de ella durante años. Con nuestra fresadora de 5 ejes, hemos ganado en flexibilidad y, en solo 2 semanas, podemos implementar ideas y presentárselas al cliente".

Tecnología de CNC y accionamientos del líder del mercado mundial

A lo largo de los años siguientes, BBS Motorsport ha permanecido leal al fabricante Matsuura. El responsable de producción Francisco Serrano recuerda: "Durante años, hemos utilizado herramientas de mecanizado con tecnología de control y accionamiento de FANUC, que nos ha permitido disfrutar de una experiencia inmejorable. Los productos son de calidad excepcional, lo que significa que, en todos estos años, nunca hemos tenido el menor problema. Además, la estructura de menús del CNC es muy simple. En 2007, decidimos solicitar a Matsuura máquinas con el CNC de la serie 30i-A de FANUC". Además, señala una ventaja resultante de la uniformidad del fabricante de CNC para la producción: la posibilidad de asignar a los trabajadores cualificados que ya conocen FANUC a otras máquinas sin necesidad de formación adicional. Y lo que es más, limitar la variedad de controles evita costes de formación y errores.

Los operarios de las máquinas son responsables principalmente de los programas NC. Reciben el apoyo de programadores de trabajos que utilizan un sistema de CAD/CAM externo, en concreto para los elementos de diseño con formas sofisticadas. Para ello, el trabajador recibe subrutinas completas que combina con sus propios ciclos de taladrado y torneado, a fin de ensamblar los programas principales. Además, integra los programas de medición necesarios para la inspección durante el proceso. Aunque suene complicado, con el software de programación de taller de FANUC, Manual Guide i, el proceso resulta fácil de gestionar. En esencia, el software combina dos mundos distintos porque admite, por un lado, la programación de prácticos cuadros de diálogo y, por otro, la programación en DIN ISO o con macros. De este modo, cada usuario puede elegir el método de programación óptimo, en función de los requisitos y de sus conocimientos individuales. Además, los diversos métodos se pueden combinar directamente entre sí. Los programas DIN ISO existentes se pueden insertar fácilmente y editarse.

Prácticas funciones de los CNC

Al mecanizar las llantas, BBS Motorsport desea obtener el compromiso óptimo entre acortar los tiempos de procesamiento y lograr un acabado de alta calidad de las superficies. Para ello, cuenta con el CNC de la serie 30i-A de FANUC que está instalado en los centros de mecanizado MAM72-63V de Matsuura. Se trata de un control con un diseño óptimo para el mecanizado de alta velocidad (HSC) con 5 ejes. No solo es muy rápido, sino que también ofrece varias funciones de software para el mecanizado de 5 ejes, a fin de optimizar el uso del potencial existente de la máquina. Para el uso HSC, presenta el sistema de control de alimentación automática AICC. Bajo esta denominación (AICC son las siglas en inglés de "Artificial Intelligence Contour Control", control de contornos mediante inteligencia artificial), FANUC agrupa funciones dirigidas a optimizar las rutinas de aceleración y frenado, que pueden ajustar automáticamente las velocidades para el mecanizado de esquinas o para los segmentos de un círculo. En cierta medida, la funcionalidad AICC asume el control avanzado para garantizar que la herramienta sea capaz de seguir la trayectoria prescrita con alto grado de precisión en los contornos.

Esto aporta una ventaja, por ejemplo, cuando se trabaja con estudios de diseño difíciles de implementar, como explica el responsable de producción Francisco Serrano: "Hace poco hemos tenido que seguir la trayectoria de orificios perforados, cuyo diámetro empezaba con 0,4 mm e iba aumentando gradualmente. Incluso con este radio tan reducido, los bordes tenían que estar perfectamente afilados, lo que a su vez requería un mecanizado intrincado durante el fresado. Hemos podido conseguirlo a la perfección con el Matsuura controlado por FANUC".

En general, el equipo de fabricación de BBS intenta utilizar velocidades de revolución de 27.000 min^-1 al mecanizar aleaciones ligeras. Para el aluminio, el sistema utiliza velocidades de alimentación de entre 8 y 10 m/s, para el magnesio, de entre 12 y 14 m/s, con una entrada de 5 mm. Con el propósito de facilitar la configuración de parámetros, BBS usa la función de condición del nivel de mecanizado del CNC 30i-A de FANUC, que permite al usuario ponderar los factores de precisión, velocidad y acabado de la superficie. A continuación, el control determina de manera independiente el conjunto de parámetros óptimo. Al hacerlo, aprovecha su capacidad de procesar splines y optimizar la calidad del acabado de la superficie mediante la función Nano Smoothing 2. Francisco Serrano: "En colaboración con los técnicos de aplicaciones de Matsuura, definimos los acabados de las superficies y los datos de corte deseados y, con ayuda de esta función, los configuramos en todas las máquinas. De este modo, garantizamos resultados de mecanizado excelentes y uniformes".

También aprecia la extraordinariamente alta disponibilidad de todos los componentes de FANUC: "Durante los últimos 12 años, solo hemos tenido que hacer un total de cuatro llamadas al servicio de atención al cliente de FANUC. De ellas, una fue por error nuestro, dos por desgaste de materiales y solo una por una tarjeta de acceso defectuosa". Por último, el responsable de producción resume su experiencia: "En definitiva, aunque las máquinas y su rendimiento son decisivos, hemos tenido tan buena experiencia con los controles y accionamientos de FANUC que estos componentes se han convertido también en factores determinantes a la hora de tomar decisiones sobre la compra de herramientas de mecanizado".

Llantas para deportes del motor en todo el mundo

Ya sea Fórmula 1, la serie IndyCar, las carreras de 24 horas, los rallies o los trofeos de marcas, numerosas escuderías confían en los más de 40 años de experiencia de BBS Motorsport en el desarrollo y la producción de modelos de llantas de gama alta de aluminio o magnesio. Estos especialistas, radicados desde hace poco en Haslach i. K., proporcionan llantas completas forjadas o de varias piezas con el objetivo constante de lograr las mejores condiciones aerodinámicas, el mínimo peso y la rigidez ideal. La empresa cuenta en la actualidad con 26 empleados y tiene una capacidad anual de unas 12.000 llantas de aleaciones ligeras. Además de las escuderías, los automovilistas privados son algunos de sus clientes más importantes. En total, aproximadamente el 40 % de los pedidos los encargan estos clientes. Tras un período complicado en el terreno económico, debido a la insolvencia de la casa matriz original, el equipo de éxito de BBS Motorsport consiguió empezar de nuevo con el formato "GmbH" (sociedad limitada) alemana en 2012. El accionista principal es una empresa japonesa que lleva años importando las ruedas forjadas por BBS con destino a las carreteras de Asia.