Evaluación del negocio, requisitos de fabricación y ensamblaje, necesidades de atención al cliente.

Con la variedad de actuadores lineales disponibles en el mercado, cada vez es más fácil para los fabricantes de maquinaria y los usuarios finales encontrar un producto estándar o con especificaciones personalizadas que satisfaga incluso los requisitos de aplicación más específicos. Sin embargo, todavía existen ocasiones en las que, desde un punto de vista financiero o técnico, resulta conveniente diseñar y fabricar un actuador internamente.

Sin embargo, la decisión entre fabricar o comprar no es tan sencilla como sumar los costos de los componentes para un proyecto de bricolaje y compararlos con una solución comercial. Elegir entre un actuador casero y uno prefabricado implica considerar muchos factores, algunos difíciles de cuantificar en tiempo o dinero. Además de los detalles técnicos del diseño y el ensamblaje, está la evaluación empresarial básica de si se puede (y se debe) realizar internamente, y el factor, a menudo olvidado, del servicio posventa.

Evaluación empresarial

La primera pregunta que una empresa debe plantearse antes de fabricar su propio actuador lineal es: ¿contamos con la experiencia necesaria para hacerlo internamente? Es importante tener en cuenta que esto incluye no solo el diseño mecánico, sino también el dimensionamiento y la selección del motor y los controles, así como la integración del sistema. En muchos casos, un departamento o área funcional tiene experiencia en diseño mecánico, mientras que otro departamento posee la experiencia en diseño eléctrico. En estos casos, es fundamental integrar ambos conjuntos de conocimientos mediante la creación de un equipo multidisciplinario para la fase de diseño e ingeniería.

Si la respuesta a la pregunta sobre la experiencia es afirmativa, el siguiente paso es considerar si se cuenta con la capacidad y los recursos para desarrollar el proyecto internamente. Esta es una cuestión que a menudo se pasa por alto, ya que los gerentes asumen que si un proyecto se realiza internamente, la empresa controla la calidad, el costo y el cronograma. Sin embargo, fabricar un actuador propio implica depender de múltiples proveedores externos y estar a merced de sus plazos de entrega y la calidad de sus productos. Si el proyecto se retrasa, los clientes podrían verse afectados o las ganancias podrían repercutir negativamente.

Preguntas clave:

1. ¿Contamos con la experiencia en movimiento lineal y controles necesaria para construir el actuador internamente?

2. ¿Qué consecuencias tendría para nosotros y para nuestros clientes un retraso en el proyecto?

Requisitos de fabricación y ensamblaje

Fabricar un actuador internamente le brinda la libertad de diseñarlo según sus necesidades específicas. Los componentes principales de cualquier actuador son la base, la guía y la unidad de accionamiento. Uno de los tipos de actuadores más sencillos de fabricar internamente es un diseño basado en una extrusión de aluminio. La ventaja de usar una extrusión es su amplia disponibilidad en diversas secciones transversales y longitudes. Además, requieren poca o ninguna modificación para el montaje de las guías y el mecanismo de accionamiento. La desventaja de usar una extrusión es que, cuando se requiere una alta precisión de desplazamiento, resulta difícil obtener una superficie de montaje precisa.

La siguiente opción es una placa base mecanizada. La placa de aluminio, relativamente económica y fácil de mecanizar, es una buena solución para muchos actuadores de fabricación propia. Si se requiere una precisión de recorrido y rigidez muy altas, la placa de acero mecanizada suele ser la mejor opción. Tanto si se utiliza aluminio como acero, si se opta por una placa base mecanizada, es fundamental evaluar si el mecanizado puede realizarse internamente. (Esto también se aplica a otras piezas mecanizadas, como soportes de motor/caja de cambios, placas de carro y cubiertas protectoras. Estos elementos pueden pasarse por alto fácilmente al evaluar el tiempo y la capacidad necesarios para la producción interna).

El tipo de guía a utilizar suele decidirse conjuntamente con la estructura base del actuador. Cuando se utiliza una extrusión de aluminio como base, la mejor opción suele ser una guía simple basada en rodillos de leva, ruedas o ejes redondos y casquillos lineales de bolas. Para mayor rigidez, se pueden utilizar guías y carros perfilados. Sin embargo, a menos que la extrusión se pueda mecanizar para una referencia de montaje precisa, la mayor precisión de desplazamiento que normalmente ofrecen las guías perfiladas se verá comprometida por las imprecisiones de la extrusión.

Las aplicaciones con cargas de momento elevadas suelen requerir dos guías montadas en paralelo, lo que exige el uso de una extrusión muy ancha o una placa base para alojar las guías una al lado de la otra. El mecanismo de transmisión, ya sea por correa, tornillo, cremallera y piñón, etc., debe montarse entre las dos guías para minimizar el agarrotamiento. En los diseños de doble guía, es fundamental alinear correctamente ambas guías para evitar el agarrotamiento, que puede generar fuerzas adicionales en los rodamientos y reducir su vida útil.

Los mecanismos de transmisión suelen dividirse en dos categorías: correas o tornillos. Las transmisiones por correa son relativamente fáciles de integrar, ya que no requieren una alineación precisa. Sin embargo, deben tensarse correctamente para eliminar la holgura de la correa y asegurar que cumpla con su capacidad de fuerza. El tensado durante el montaje generalmente no representa un problema, pero es importante considerar cómo el usuario final comprobará la tensión de la correa y la reajustará si es necesario. Este proceso de mantenimiento debe ser relativamente sencillo y no requerir mucho tiempo de desmontaje y montaje.

Si se utiliza un husillo de bolas o de bolas como mecanismo de accionamiento, será necesario determinar el tipo de soporte requerido. La configuración fija-simple (un cojinete axial de contacto angular en el extremo accionado y un rodamiento de bolas simple en el extremo libre) es la más común, pero si se prevén velocidades significativamente altas o cargas de pandeo, una configuración de cojinetes fijos-fijos podría ser más apropiada.

Preguntas clave:

1. ¿Es posible realizar internamente el mecanizado, la alineación y el ensamblaje necesarios?

2. ¿Tiene la planta de fabricación la capacidad para satisfacer la producción requerida?

necesidades de soporte al cliente

La mayoría de los actuadores desempeñan una función crítica en la máquina o el proceso, y el tiempo de inactividad puede ser catastrófico para la producción. Por ello, el soporte al cliente es un factor esencial a la hora de decidir entre fabricar o comprar. ¿Cuenta con personal capacitado para brindar soporte al actuador en caso de avería o necesidad de servicio? ¿Puede disponer de las piezas de repuesto necesarias para reparaciones rápidas? Estas consideraciones son importantes tanto si el actuador forma parte de una máquina de producción vendida a clientes externos como si forma parte de una máquina interna, donde el cliente es uno de sus propios departamentos de fabricación o producción.

Recuerde también que los componentes con elementos rodantes o recirculantes probablemente requerirán lubricación durante la vida útil de la máquina. Esto es especialmente cierto para husillos de bolas, guías lineales de bolas y guías de riel perfiladas. Incluso si los componentes están diseñados para ser lubricados de por vida, las condiciones de aplicación pueden requerir lubricación adicional durante la vida útil de la máquina. Considerar el mantenimiento a cargo del usuario durante la fase de diseño facilitará el mantenimiento.

Preguntas clave:

1. ¿Contamos con la estructura y los recursos (personal e inventario) necesarios para brindar soporte a los usuarios finales en caso de que se requieran soluciones de problemas y reparaciones?

2. ¿Qué tan fácil le resulta al usuario realizar el mantenimiento básico?

Del mismo modo que la compra de un actuador prefabricado debe incluir una evaluación de todos los costes implicados, la fabricación interna de un actuador requiere tener en cuenta los requisitos de ingeniería, fabricación y servicio, así como el coste de los componentes.