Finger Joint tipo horizontal
Este es otro de los equipos que ayudan mucho a los resultados de la empresa. Dependiendo del nivel de automatización, la finger joint será una opción de recuperación o una máquina de alta producción y parte vital del proceso. En el caso de las plantas de muebles, lo normal es que sea usada para aumentar el rendimiento de la materia prima, incorporando piezas endentadas en componentes que no van expuestos a la vista, típicamente costados de cajón y repisas interiores. En el mercado asiático (Corea y Japón) los muebles están diseñados con tableros conformados por bandas o lamelas con finger joint y posteriormente encoladas de canto. Y en el mercado de las molduras el finger es la mejor forma de conseguir un producto homogéneo en calidad, ya que en este mercado por lo general no se admiten nudos.
Con las posibilidades de uso así descritas, las máquinas finger joint serán más lentas o manuales en el caso de las plantas de muebles y muy rápidas en el caso de los paneles Asia o molduras.
Un sistema de producción finger joint consiste en una estación que posee herramientas de corte (sierras y fresas), un implemento para el encolado y un sistema de presión o prensa. Para una máquina básica, que posee todos estos elementos en “batch” o desconectados entre si, la productividad es baja. Con 4 personas (una en la entrega de Blocks, otra a cargo de la fresa, un tercero en el encolado y un último en la prensa), es posible conseguir unos 1.700metros lineales (ml)/turno de 8 horas.
En el otro extremo, el de las máquinas integradas, es posible conseguir hasta 19.000 a 20.000ml/turno de 8 horas (10 veces más) con 5 personas (tres en la alimentación y dos en la prensa).
Obviamente que los niveles de inversión son muy distintos. En el primer caso, el costo del estos equipos es de unos US$ 50.000 a US$ 80.000. Las máquinas más productivas cuestan del orden de US$ 300.000 a US$ 450.000 (5 veces más).
Respecto de cómo se ejecuta la unión o diente, hay dos modalidades: 1) el diente se hace por la cara y 2) el diente se ejecuta por el canto. La forma de unión (cara o canto) responde a un diferente origen de los equipos. Las máquinas con finger cara eran europeas y las con finger canto, norteamericanas.
Con las posibilidades de uso así descritas, las máquinas finger joint serán más lentas o manuales en el caso de las plantas de muebles y muy rápidas en el caso de los paneles Asia o molduras.
Un sistema de producción finger joint consiste en una estación que posee herramientas de corte (sierras y fresas), un implemento para el encolado y un sistema de presión o prensa. Para una máquina básica, que posee todos estos elementos en “batch” o desconectados entre si, la productividad es baja. Con 4 personas (una en la entrega de Blocks, otra a cargo de la fresa, un tercero en el encolado y un último en la prensa), es posible conseguir unos 1.700metros lineales (ml)/turno de 8 horas.
En el otro extremo, el de las máquinas integradas, es posible conseguir hasta 19.000 a 20.000ml/turno de 8 horas (10 veces más) con 5 personas (tres en la alimentación y dos en la prensa).
Obviamente que los niveles de inversión son muy distintos. En el primer caso, el costo del estos equipos es de unos US$ 50.000 a US$ 80.000. Las máquinas más productivas cuestan del orden de US$ 300.000 a US$ 450.000 (5 veces más).
Respecto de cómo se ejecuta la unión o diente, hay dos modalidades: 1) el diente se hace por la cara y 2) el diente se ejecuta por el canto. La forma de unión (cara o canto) responde a un diferente origen de los equipos. Las máquinas con finger cara eran europeas y las con finger canto, norteamericanas.
Ejemplo de máquina con finger por la cara
Ejemplo de máquina finger por el canto
Hoy en día se ha popularizado el finger canto y las máquinas para finger cara prácticamente se han dejado de producir. Las razones son las siguientes:
* El largo mínimo del Block es mayor en una finger por cara (180mm contra 115mm), lo que afecta el rendimiento de la materia prima.
* La productividad de una finger por cara (en ml/turno) es menor con materia prima de 5/4” (38mm verde en bruto y 33,3mm seco cepillado), con igual número de personas. Con materia prima de 4/4” las productividades se acercan más.
* Los ajustes de este tipo de máquinas son más complejos, ya que cuentan con más elementos móviles y tienen mayor cantidad de sensores de posición.
* Las programaciones de los PLC son más complejas.
* Los niveles de inversión son similares.
Ejemplo de diente finger joint de 4mm y ejecutado por canto
Debido a la necesidad de bajar los costos de operación, la industria fue disminuyendo paulatinamente el largo del diente. Por decenas de años y hasta los 90 era usual que el diente tuviera 10mm de largo. A finales de los 90 se implementaron los dientes de 6mm y en el 2000 se consagraron los dientes de 4mm o mini finger. Hoy sólo hay dientes muy largos en la industria de las vigas laminadas, por razones de resistencia estructural de la unión. Estos dientes pueden ser hasta de 20mm.
Una planta que usaba dientes de 10mm tenía un rendimiento en la finger joint de 91,3% aproximadamente. Al pasar a 4mm el rendimiento subió a 95%, lo que grafica la importancia de reducir la longitud del diente.
La velocidad a la que corren los Blocks es de 80, 120 y hasta 180 perros (dogs o lugs)/min.
La primera herramienta de la máquina es la sierra trozadora, en el área de trozado. Es vital que estas sierras estén bien escuadradas para que la sierras escuadradoras de la finger no deban corregir problemas. En una finger joint normalmente se usa una sierra de diente alterno, con Z = n° de dientes = 36. Esta empareja las testas de los Blocks, preparándolos para el fresado. Un despunte normal es de máximo 3mm.
En secuencia, sigue la sierra incisora, que es la que prepara la posición, profundidad y calidad del hombro que ejecutará la fresa.
La herramienta más distintiva de una finger joint es la fresa. Tal como el desarrollo del finger por la cara o finger por el canto, las herramientas también tuvieron un desarrollo europeo y norteamericano. En Alemania, las finger se implementaron con cuerpos de fresas apilables, en tanto que en Estados Unidos se popularizaron los cabezales portaherramientas con dientes apilables, uno a uno. Este fue el sistema preferido por la industria, puesto que los elementos de corte están sujetos a accidentes (quebraduras) y al romperse un diente de una fresa todo el cuerpo debe ser cambiado. En tanto en el sistema norteamericano solo los dientes quebrados son los que se deben reemplazar. Las diferencias de costo son apreciables.
Se debe estudiar en conjunto con calidad, cual es la duración aceptable de las herramientas en n° de Blocks o turnos de operación. Lo normal es que sean las fresas las que duren menos y en esa condición, sean ellas las que determinen el cambio de la totalidad de las herramientas. La frecuencia dependerá de la especie, determinado esto por su densidad, el contenido de resina, la abrasividad, la velocidad de trabajo, etc. Es normal que una fresa dure hasta 6 y 9 turnos en pino radiata.
Herramienta Finger Joint tipo Norteamericano
Herramienta Finger Joint tipo Europeo
Sin lugar a dudas, una finger joint es una máquina que no es fácil dominar. Requiere de mucho método, experiencia y paciencia para llegar a ser experto en ella. Hay muchos ajustes que son necesarios para conseguir una unión satisfactoria. Y eso, más que con ningún otro tipo de máquinas en una planta de remanufactura, y el buen resultado es un trabajo de equipo entre operaciones, mantención y el taller de afilado. Los ajustes y comprobaciones más habituales son:
* Primero que todo, la máquina debe estar bien nivelada y todo su cuerpo debe estar en un paño de concreto único.
* La unidad dosificadora de Blocks debe estar bien coordinada con la velocidad de la cadena.
* Se debe comprobar que la sierra escuadradora está, valga la redundancia, escuadrando. Es decir, que al usar una escuadra de talón esta cierra bien en ambos de los sentidos posibles de los Blocks.
* La sierra escuadradora debe tener un desahogo adecuado, para evitar que genere corte poroso.
* La sierra incisora debe coincidir exactamente con el punto de corte del hombro de la fresa.
* La presión adecuada del diente debe aprenderse de forma empírica, sin adhesivo, hasta conseguir un calce adecuado que permita a los Blocks auto soportarse, pero no debe quedar tan apretada que reviente o agriete la madera o expulse el adhesivo con la presión de la prensa. Esto es el resulado de la combinción correcta en el ajuste de la sierra escuadradora y las fresas.
* La presión superior de los pulmones debe ser ajustada en forma muy metódica y exacta (1)
* La presión del piano, la parte donde se produce la traslación de las puntas del Block entre un grupo de herramientas y otro, debe ser aprendida también.
* La velocidad de la transferencia debe coordinarse muy bien con la velocidad de avance. Es frecuente que una mala regulación aquí produzca frecuentes detenciones de la máquina por “trancones” de los Blocks.
* La regulación del controlador del adhesivo debe ajustarse en flujo y tiempo, lo que depende del ancho del Block y de la velocidad de trabajo.
* En la prensa lo importante es ajustar muy bien la presión, para lo cual hay curvas que relacionan el espesor con el ancho de la madera, con lo que determina la presión requerida. Estas son bastante exactas, pero en la práctica los operadores no las respetan y terminan cerrando las uniones con presión excesiva. Lo correcto es que si la unión no cierra, se deba revisar la presión de diente en seco (sin adhesivo).
* Ajustar bien los topes de la prensa, lo que depende del ancho de la madera.
* Primero que todo, la máquina debe estar bien nivelada y todo su cuerpo debe estar en un paño de concreto único.
* La unidad dosificadora de Blocks debe estar bien coordinada con la velocidad de la cadena.
* Se debe comprobar que la sierra escuadradora está, valga la redundancia, escuadrando. Es decir, que al usar una escuadra de talón esta cierra bien en ambos de los sentidos posibles de los Blocks.
* La sierra escuadradora debe tener un desahogo adecuado, para evitar que genere corte poroso.
* La sierra incisora debe coincidir exactamente con el punto de corte del hombro de la fresa.
* La presión adecuada del diente debe aprenderse de forma empírica, sin adhesivo, hasta conseguir un calce adecuado que permita a los Blocks auto soportarse, pero no debe quedar tan apretada que reviente o agriete la madera o expulse el adhesivo con la presión de la prensa. Esto es el resulado de la combinción correcta en el ajuste de la sierra escuadradora y las fresas.
* La presión superior de los pulmones debe ser ajustada en forma muy metódica y exacta (1)
* La presión del piano, la parte donde se produce la traslación de las puntas del Block entre un grupo de herramientas y otro, debe ser aprendida también.
* La velocidad de la transferencia debe coordinarse muy bien con la velocidad de avance. Es frecuente que una mala regulación aquí produzca frecuentes detenciones de la máquina por “trancones” de los Blocks.
* La regulación del controlador del adhesivo debe ajustarse en flujo y tiempo, lo que depende del ancho del Block y de la velocidad de trabajo.
* En la prensa lo importante es ajustar muy bien la presión, para lo cual hay curvas que relacionan el espesor con el ancho de la madera, con lo que determina la presión requerida. Estas son bastante exactas, pero en la práctica los operadores no las respetan y terminan cerrando las uniones con presión excesiva. Lo correcto es que si la unión no cierra, se deba revisar la presión de diente en seco (sin adhesivo).
* Ajustar bien los topes de la prensa, lo que depende del ancho de la madera.
(1) Un mal ajuste de estos elementos puede entregar Blocks con dientes cortos o bien las fresas pueden llevarse los Blocks por falta de presión y destruirse.
Adhesivos
Normalmente el adhesivo más usado por la generalidad de los fabricantes es un PVA (polivinil acetato o PVA glue) con un contenido de sólidos superior a un 40% y una viscosidad de alrededor de los 3.000 centipoises.
Aplicaciones especiales usan adhesivos diferentes como el Resorcinol para las vigas laminadas, debido a la alta resistencia contra los agentes patógenos derivados de la humedad que presentan estos adhesivos. Sin embargo su uso genera dificultades particulares como la alta con tamincaión de la máquina, es especial de los aplicadores de adhesivo.
Rutinas importantes
Aparte de las mantenciones programadas, el aseo de una finger joint es crucial. Este debe ser turno a turno y durante la operación la cantidad de adhesivo debe ser cuidadosamente ajustada para evitar que el exceso se pegue en las partes móviles de la máquina. Una vez por semana o cada 15 días se debe profundizar el aseo, destapando el sector de los engranajes para retirar el exceso de adhesivo. En ocasiones la cantidad acumulada es tanta, que la cadena se llega a resentir por ser alongada por esta costra.
La lubricación automática de la cadena debe ser constantemente revisada para estar seguros de que está funcionando correctamente. La vida útil de la finger es función de la buena mantención de la cadena y sus contra cadenas o carreras. Elementos como estos debieran durar unos 10 años o más, si se les pone especial atención.
El escuadrado de los perros es otra actividad importante para asegurar Blanks rectos. Si comienzan a salir Blanks con alabeos, se debe detener la máquina y proceder a cuadrar los perros mal ajustados. Esto puede tomar de 0,5 a ¾ de hora, lo que es un gran porcentaje de tiempo en un turno. Se debe tener en cuenta que los perros se desajustan por accidentes (“trancones”), por lo que contar con operadores calificados es crucial.
El factor invierno
En climas fríos o en aquellos lugares donde la temperatura baja a niveles de 4 o 5° C, se puede producir un fenómeno adverso llamado “punto blanco” o “chalk point (punto tiza)”. Esto es un deterioro de las propiedades del adhesivo tal que no cumple su función y los Blanks se despegan. Se manifiesta como una mancha lechosa sobre la superficie de la máquina y de la madera, que finalmente va tomando la apariencia de una pintura. Se ha sabido de varios desastres productivos derivados de esta condición.
Para reducir el efecto de este problema, es recomendable conversar con la química proveedora y contar con un adhesivo “para verano” y uno “para invierno”, el cual es manipulado para resistir mejor los efectos del frío.
Sin embargo, la mejor solución es proteger o aislar del frío el contenedor de adhesivo (Tote) y la “olla” o contenedor desde donde está siendo bombeado el adhesivo al peine encolador. También se debe encontrar medios que suban la temperatura de los fierros y el medio ambiente inmediato de la máquina, como ventiladores a gas con aire forzado, por ejemplo.
Comentarios finales
Llegar a dominar una finger joint es materia de experiencia, de prueba y error. Normalmente, una finger con operadores no formalmente capacitados tiene un bajo factor de servicio, del orden de 60 a 70%. Es decir produce unos 10.000 a 12.000ml/turno si es una finger de 180 perros/min.
Es, por tanto, muy caro llegar a niveles óptimos de operación por si mismos dentro de la planta. Y probablemente no se consiga nunca. Cuando se invierte en una finger joint, es importante considerar en el proyecto un monto de inversión para capacitación. Esto nunca se hace y finalmente, por no poder alcanzar los resultados o por tener reclamos de calidad, se procede a contratar posteriormente los servicios de expertos. Muchas veces las máquinas ya presentan daños en ejes o cadenas y se debe incurrir en costos de mantención prematuros y elevados.
Asesorarse en una buena inversión y ayuda a llegar a los objetivos planteados en tiempos y costos menores.
Ver finger joint usadas en venta en http://picasaweb.google.com/jagarod/
Máquinas para Latinoamérica
Me pregunto cómo se ajusta la corriente de perro ( chaper )
ResponderEliminarAgradezco si alguien me puede ajuadar