FANUC ROBODRILL para la máxima eficacia posible
Algunas de las herramientas detrás de unos dientes perfectos
Cuando va al dentista, al paciente siempre le aterra la sensación de "taladrado". Pero el taladrado es una tarea habitual aquí en el mundo de las herramientas de mecanizado. Stefan Gibbert (Dipl.-Ing.), experto en planificación de procesos en la sección de Instrumentos de Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, habla sobre una inversión extremadamente rápida en maquinaria realizada por el proveedor de soluciones totales de equipos dentales. Solo se necesitaron ocho semanas para que el FANUC ROBODRILL entrara en acción, desde la primera conversación al primer chip. Esto sucedió en septiembre de 2012. Rápidamente se convirtió en una parte integral del equipo de alrededor de 50 herramientas de mecanizado CNC dentro del segmento "Instrumentos". Hasta ahora probablemente haya mecanizado la carcasa de titanio número 100.000 para instrumentos para tratamientos dentales por turbina o por motor, y "mañana" podrá usarse para integrar aún más la mecánica de precisión con objeto de fresar y taladrar nuevos componentes aún más sofisticados.
Una fábrica dentro de una fábrica
Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, Alemania, es una empresa de proyección internacional y uno de los primeros proveedores certificados de todo tipo de productos para laboratorios y consultas dentales, con sucursales e instalaciones de producción por todo el globo. Unos 3.000 empleados trabajan para esta marca líder en todo el mundo (1.400 solo en Bensheim) para las cuatro secciones CAD/CAM (restauración asistida por ordenador), sistemas de imágenes (radiología), instalaciones (sillones y unidades de tratamiento dental) e instrumentos. En este último trabajan 180 expertos con 50 herramientas de mecanizado que ofrecen un elevado grado de integración vertical: se trata prácticamente de una fábrica dentro de una fábrica con un nivel de autosuficiencia sin precedentes. De principio a fin, desde la realización de pedidos a la especificación de engranajes/dientes con elevados estándares tecnológicos y sin faltar a la reputada ingeniería suiza y del sur de Alemania. Esto siempre de la mano de administración, diseño, programación, garantía de calidad e ingeniería para conformidad normativa. La fabricación utiliza aproximadamente un 80 % de materiales estándar: acero inoxidable de todos los grados, titanio, bronce, alpaca y aluminio. Los procesos: torneado, fresado, taladrado, conformado superplástico, rectificado, esmerilado, junto con tratamiento térmico, chorreado con corindón, picking, remachado con esferas de vidrio, fresado de matrices y EDM de corte por hilo, así como tecnología de engranajes (especialmente para instrumentos motorizados). Esto es solo un resumen de todas las capacidades de fabricación, incluido ensamblaje en productos como piezas de mano rectas y contra-ángulo (con motor eléctrico), turbinas (neumáticas) y otros instrumentos dentales como escarificadores ultrasónicos, piezas de mano de contra-ángulo para endodoncia y dispositivos de pulverización.
Las herramientas detrás de unos dientes perfectos: 1,6 segundos de chip a chip
Stefan Gibbert, encargado de la planificación de procesos de las piezas adquiridas, es licenciado en ingeniería mecánica. Coincidió que ya existían planes de invertir en un nuevo centro de mecanizado CNC. Iba a ser más pequeño, más flexible, más fácil de manipular, más rápido, más económico, más fiable y como mínimo tan preciso como la "máquina anterior", de una marca centroeuropea. "Conocemos los controles de FANUC a través de muchas de nuestras máquinas; también hemos implementado esta marca de robot como operario 24/7 en una máquina. De hecho, fue mi superior, Jürgen Schreiber (Dipl. Ing. - FH) quien me habló por primera vez de los centros de mecanizado de FANUC. El mismo día llamé por teléfono al representante responsable, el Sr. Werner Kaliga. Una hora más tarde estaba en nuestra empresa presentándonos FANUC ROBODRILL α-T21iFa, y una semana más tarde, hicimos el pedido. Ocho semanas después del contacto inicial, el ROBODRILL fresó su primer chip. Esto sucedió en septiembre de 2012 y, además de ser el pedido de herramienta de mecanizado más rápido en la historia de Sirona, fue mi primer proyecto de inversión de envergadura", comenta Gibbert al describir esta secuencia de acontecimientos.
Los juegos de mordazas múltiples de la herramienta llevan sujetas seis o diez carcasas de titanio ultrafinas pero extremadamente sólidas de 2 gramos cada una, con 100 mm de longitud, 20 mm OD, grosor de las paredes de 0,2 mm y especificación de la precisión por encima de 30µm –. En el centro de cuatro ejes ROBODRILL α-T21iFa, el mecanizado comienza en las dos caras en el extremo de las carcasas. Se deben perforar y fresar ocho orificios para guías de luz, así como fijaciones de conexión para las piezas individuales que van montadas sobre ambos lados de las carcasas: 15 modelos o siete geometrías externas diferentes. Se escanean y monitorizan seis dimensiones de prueba. Después, las piezas se extraen manualmente (aún): "¡Tiempos de ciclo de 60 segundos! Con un tiempo de cambio de chip a chip de 1,6 segundos, dividido por el número de juegos de carcasa, la mejora en el rendimiento es tremenda si lo comparamos con el de la máquina anterior", explica el experto en instrumentos. "FANUC necesita una tercera parte del espacio y ofrece todas las preparaciones para una automatización completa a un precio verdaderamente atractivo". También se muestra muy satisfecho con la cinemática, significativamente más rápida, en los ejes X, Y, Z y A (ejes rotacionales), así como con la facilidad de uso, la fiabilidad y el mantenimiento de ROBODRILL, considerablemente más sencillo. Paralelamente al tiempo de procesamiento principal, el operario Nils Klöss puede desbarbar el juego de carcasas terminado y taladrar manualmente orificios perforados con marcas de color: "Pretendemos integrar gradualmente ese paso dentro del tiempo de procesamiento principal de la máquina. También queremos desarrollar una solución más inteligente para manipular la carcasa… Es más complicado de lo normal, ya que la forma de la superficie de las piezas varía", explica Gibbert en relación con la potencial implementación de un robot. Así, la compañía aumentaría las operaciones que se llevan a cabo en uno o dos turnos a las que normalmente podrían alcanzarse en tres turnos en un día. Cero defectos con prácticamente cero desperdicios. Esto cumple tanto con las expectativas de los propios exigentes estándares de control de calidad de Sirona como con los estándares internacionales DIN ISO EN 13485 y la certificación FDA, junto con todos los estándares aplicables a nivel internacional que cumple esta empresa proveedora de equipos odontológicos en toda su gama.
Eficacia para mantener bajos los costes
El cabezal del instrumento de tratamiento odontológico propulsado por aire es capaz de funcionar a 450.000 r.p.m. Esto requiere que todos los componentes sean igualmente robustos y precisos, incluida también la carcasa. Cualquier desviación en las tolerancias debe ser totalmente eliminada. Las consecuencias negativas son fácilmente imaginables para cualquiera que haya sentido el taladro en sus propios dientes. Así pues, la "pieza estrella" que surge del proceso, por ejemplo la carcasa, es el componente de ingeniería de precisión más grande de la sección de Instrumentos de Sirona. La pieza está hecha de titanio ultrafino que se forma libremente en un proceso superplástico como pieza estándar que se mecaniza en varios pasos y posteriormente va terminada en instrumentos: "Implementamos una fabricación más austera con lotes más pequeños para responder con flexibilidad a tiempo a los requisitos de los clientes. Sin contar con extensos inventarios pero sí con una variedad de piezas extremadamente amplia, logramos tiempos cortos de producción en la fabricación y en el ensamblaje de pedidos", explica Gibbert (Dipl.-Ing.) sobre la estrategia de "Instrumentos".
De acuerdo con la información proporcionada por Stefan Gibbert, ROBODRILL va equipado con más funciones (p. ej. supervisión del cabezal, control de retractilado, nanointerpolación y preparación de automatización), para dominar pronto procesos más complejos, incluso sin operario. "El FANUC α-T21iFa está en funcionamiento desde septiembre de 2012, sin problemas de ningún tipo y con resultados normales. Ahora sabemos que podemos hacer más de lo que esperábamos: es un placer trabajar con una máquina que, al contrario que la máquina "anterior", no presenta dificultades de mantenimiento. Incluso si el cabezal tuviera que sustituirse, el cartucho es la solución más barata y más rápida sin tiempos de inactividad dramáticos. Esto es importante en términos de proyectos de seguimiento en los que preferiríamos una única fuente para todas nuestras necesidades, por ejemplo de automoción, manipulación, controles o mecanizado CNC", explica Stefan Gibbert, que cierra su explicación con el lema del líder del grupo de mantenimiento de la planta: "La máquina que menos conozco es la que más me gusta, porque no me llaman constantemente para solucionar problemas".
Preparación para el éxito futuro en el mercado
Asia es uno de los mercados con crecimiento más dinámico en el campo de equipos odontológicos. China ha iniciado un programa de gobierno por el cual se formarán a 60.000 dentistas cada año. Europa y América son mercados estables tradicionales para Sirona, con tasas de mercado de crecimiento modesto pero sostenible. La crisis de 2009 no afectó a Sirona. La empresa siguió contratando a especialistas e invirtiendo en instalaciones (con un nuevo centro de I+D) y en equipos, preparándose para la bonanza económica del 2010. Buenas expectativas para el 2013: la empresa sigue invirtiendo. En estos momentos se está construyendo una nueva planta de ingeniería de precisión (aprox. 3.000 m² de espacio). Y hay planes para equiparla con tecnología CNC, en parte también con inversión para expansión.
Sirona – La compañía dental
Sirona es líder tecnológico y de mercado en la industria odontológica y socio internacional para consultas dentales, clínicas, laboratorios y distribuidores autorizados. La compañía desarrolla y fabrica una completa de línea de productos odontológicos, entre ellos sistemas CAD/CAM para restauración cerámica asistida por ordenador (CEREC), sistemas de imágenes digitales para rayos X intraorales y panorámicos, así como tomografía volumétrica (3D), centros de tratamientos odontológicos, instrumentos y sistemas de higiene. Con innovaciones continuas en todas las áreas del sector de odontología, Sirona ha permanecido en primera línea en avances tecnológicos, desde la invención del primer taladro dental con alimentación eléctrica (1887). Las innovaciones de Sirona definen los estándares de los tratamientos odontológicos y han desempeñado un papel fundamental durante cerca de 30 años ya en el campo de la digitalización de la tecnología dental. Sirona emplea a 3.000 personas en 25 ubicaciones repartidas por todo el mundo y comercializa sus productos en más de 135 países de todos los continentes. Estados Unidos es el mercado único más grande de Sirona, seguido de Alemania y Asia. La compañía se creó como filial de la sección de Tecnología médica de Siemens en 1997, y desde 2006 participa en la bolsa de valores NASDAQ estadounidense (símbolo: SIRO). En el último año fiscal (del 1 de octubre de 2011 al 30 de septiembre de 2012) Sirona ha registrado ganancias de 979 millones de dólares. Sirona desarrolla y produce la mayoría de sus productos en Bensheim, Alemania, el punto de producción y desarrollo más grande de la industria odontológica. En la actualidad, Sirona emplea a más de 260 ingenieros y científicos, y en los últimos seis años, la compañía ha invertido en total más de 250 millones de dólares en investigación y desarrollo.