Estudio de caso: bastidores de carga CFC comparados con bastidores de fundición

Menos es más: ligereza con fuerza

En la industria del automóvil, la cementación en caja es un proceso estándar para aumentar de forma permanente la resistencia al desgaste y a la fatiga de los componentes de transmisión. Al mismo tiempo, las empresas de tratamiento térmico están sometidas a una gran presión: los plazos de entrega deben cumplirse a pesar de la plena utilización de la capacidad, idealmente sin invertir en nuevos equipos. En la práctica, a menudo no es el propio horno el que establece los límites, sino la carga: los límites de peso, la densidad de empaquetado, la manipulación y la estabilidad del proceso determinan cuántas piezas pueden tratarse realmente por carrera del horno.

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Antecedentes

Durante la cementación, los componentes de acero se «carburan» primero en una atmósfera que contiene carbono y luego se templan. En este caso práctico, el tratamiento se realizó en un horno de cámara polivalente mediante carburación gaseosa con temple de nitrógeno.

Visión general

Industria:

Industria del automóvil/ tratamiento térmico por encargo

Procedimiento:

Cementación

Solución:

Desarrollo y utilización de un armazón de CFC

Servicios:

  • Lista de requisitos y personalizada
  • Selección del material óptimo
  • Personalizado ingeniería y desarrollo
  • Fabricación

Resultado:

  • Número significativamente mayor de componentes por horneado
  • Peso muerto minimizado gracias a una tara menor
  • Manejo más fácil gracias a su menor peso
  • Posibilidad de integración fácil en el sistema de hornos existente

El reto

Antes de nuestra colaboración, muchos de nuestros clientes trabajaban con pesados sistemas de carga de hierro fundido. El problema: el número de componentes por lote no suele ser suficiente para alcanzar los objetivos económicos a largo plazo. El cuello de botella radica en el «peso muerto» de los bastidores: cuanto más pesado es el sistema portador, menos componentes pueden viajar dentro del peso del lote especificado y limitado por el fabricante del horno por serie. Al mismo tiempo, los portapiezas deben ser robustos y funcionar con fiabilidad.

La tarea específica

El objetivo es tratar más componentes por ciclo de horneado sin convertir el sistema de horneado ni superar el peso de lote limitado del sistema. Para ello se necesita una rejilla de carga que:

  • permite una mayor densidad de empaquetado (piezas por capa/lote)
  • pueden integrarse en la infraestructura existente (muelles de carga/descarga, transporte)
  • puede funcionar de forma fiable
  • tiene una larga vida útil
  • y es controlable con seguridad en la manipulación

La realización

Se diseña un sistema de portapiezas personalizado para el cliente, basado en las condiciones marco especificadas, como los parámetros del horno, el espacio de instalación y las especificaciones de colocación.

En función de la temperatura y de los gases de proceso, la ingeniería realiza la selección del material. En el proceso de diseño, el armazón se adapta a los parámetros del horno y se simulan las influencias previstas sobre el armazón mediante análisis de elementos finitos.
El resultado es el diseño final del armazón CFC, que se utiliza en el proceso de producción. producción producido por Graphite Materials y entregado al cliente totalmente montado.

Resultados del proceso

Al cambiar los bastidores de hierro fundido por bastidores CFC ahora se puede aumentar significativamente el número de piezas por lote con la misma capacidad de horno. Al mismo tiempo, el peso notablemente inferior de los bastidores hace que la manipulación sea más fácil y segura para el personal de producción.

Lote de producción de portapiezas CFC (Fuente: HEAT Holding)

El resultado

Uno de nuestros clientes ha obtenido los siguientes resultados demostrables al cambiar los bastidores de hierro fundido por los de CFC:

  • La cantidad de lotes aumentó un 87%: de 2.304 a 4.312 piezas por lote
  • Masa del bastidor reducida en un 62%: de 633 kg (hierro fundido) a 240 kg (CFC) – 393 kg menos de peso muerto.
  • Se puede utilizar más masa de componentes en el horno: masa de piezas por lote de 640 kg a 1.199 kg (+559 kg).
  • Límite de peso mejor aprovechado: lote cargado 1.440 kg (CFC) frente a 1.274 kg (hierro fundido) con un máximo de 1.500 kg.
  • Ganancia de capacidad en el pedido: el tiempo total de proceso para la cantidad objetivo (ejemplo: 5 millones de unidades) se reduce un 50 % (a 14.000 h).
  • Mejor manipulación y seguridad laboral: esfuerzo físico significativamente menor, mayor aceptación por parte de los empleados; la carga/descarga es más rápida y fácil de estandarizar.
  • Probado en la práctica: Sistema probado en uso tras 8 meses / aprox. 200 pasadas por el horno; los elementos dañados pueden sustituirse si es necesario y la función queda totalmente restablecida.

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