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Los fabricantes de herramientas y matrices son artesanos altamente cualificados que trabajan en la industria manufacturera . [ a ] Los fabricantes de herramientas y matrices trabajan principalmente en talleres de herramientas, a veces literalmente en una sola habitación, pero más a menudo en un entorno con límites flexibles y semipermeables respecto al trabajo de producción. Son artesanos cualificados que normalmente aprenden su oficio mediante una combinación de cursos académicos y un período sustancial de formación práctica en el trabajo, que funciona como un aprendizaje . Fabrican plantillas , dispositivos de fijación , matrices , moldes , máquinas herramienta , herramientas de corte , calibres y otras herramientas utilizadas en los procesos de fabricación. [ 1 ]
Divisiones
Las principales divisiones de la industria de herramientas y matrices incluyen:
Descripción del trabajo
Partiendo de los planos de ingeniería elaborados por el fabricante de herramientas, los ingenieros o los tecnólogos, los fabricantes de herramientas plasman el diseño en la materia prima (generalmente metal) y luego la cortan a la medida y forma deseadas utilizando máquinas herramienta de control manual (como tornos , fresadoras , rectificadoras y amoladoras de plantillas ), herramientas eléctricas (como amoladoras de troqueles y herramientas rotativas ) y herramientas manuales (como limas y piedras de afilar ).
El arte y la ciencia (específicamente, la ciencia aplicada ) están profundamente entrelazados en su trabajo, ya que también forman parte de la ingeniería . Los ingenieros de fabricación y los fabricantes de herramientas y matrices suelen trabajar en estrecha colaboración como parte de un equipo de ingeniería de fabricación . Es frecuente la rotación entre ambas profesiones, ya que una persona puede terminar trabajando en ambas en diferentes momentos de su vida, dependiendo de su trayectoria académica y profesional. No existía una distinción codificada entre ellas durante el siglo XIX y principios del XX; fue solo después de la Segunda Guerra Mundial cuando la ingeniería se convirtió en una profesión regulada, definida exclusivamente por un título universitario de ingeniería. Ambas profesiones requieren cierto nivel de talento tanto en áreas artísticas/artesanales/creativas como en áreas matemáticas y científicas.
Desde la llegada de la informática al sector manufacturero (incluyendo CNC , CAD , CAM y otras tecnologías asistidas por ordenador ), los fabricantes de herramientas y matrices han incorporado cada vez más habilidades informáticas a su trabajo diario. Hoy en día, se les exige a los fabricantes de herramientas y matrices que posean todas las habilidades tradicionales, además de importantes conocimientos digitales; estos exigentes requisitos hacen que dominar este campo sea todo un reto.
Capacitación
Aunque los detalles de los programas de formación varían, muchos fabricantes de herramientas y matrices comienzan su aprendizaje con un empleador, que puede incluir una combinación de formación teórica y práctica. Ciertas cualificaciones previas en matemáticas básicas, ciencias, ingeniería o diseño y tecnología pueden ser valiosas. Muchos fabricantes de herramientas y matrices participan en un programa de aprendizaje de 4 a 5 años para alcanzar la categoría de oficial . Las relaciones laborales actuales suelen diferir en nombre y detalles del modelo tradicional de aprendizaje, y los términos "aprendiz" y "oficial" no siempre se utilizan, pero la idea de un período de años de formación práctica que conduce al dominio del oficio sigue vigente.
En Estados Unidos, los fabricantes de herramientas y matrices que se gradúan de la NTMA (Asociación Nacional de Herramientas y Mecanizado) han cursado cuatro años de estudios universitarios y acumulado 10 000 horas de trabajo para completar su aprendizaje. Además, cuentan con la acreditación del Departamento de Trabajo de Estados Unidos.
Fabricante de plantillas/dispositivos de fijación
Un fabricante de plantillas y dispositivos de fijación pertenece a la categoría de matricero/fabricante de herramientas. La diferencia estándar entre plantillas y dispositivos de fijación radica en que una plantilla guía la herramienta durante la operación, mientras que un dispositivo de fijación simplemente sujeta la pieza. En ocasiones, ambos términos se utilizan indistintamente. Un fabricante de plantillas y dispositivos de fijación debe saber utilizar diversas máquinas para construir estos dispositivos, como por ejemplo, tener conocimientos de soldadura y, en algunos casos, de maquinaria para trabajar la madera, además de las habilidades de mecanizado propias del taller de herramientas.
A menudo, un ingeniero les asesora en la construcción de los dispositivos. Se requiere un amplio conocimiento de diversos materiales, además de la madera y el metal, como los plásticos. También pueden crear, diseñar y construir sin planos de ingeniería.
Los fabricantes de utillajes y dispositivos de fijación adquieren experiencia práctica al supervisar y realizar modificaciones durante el proceso de fabricación, que se mejora y revisa constantemente con la colaboración del departamento de ingeniería. Dependiendo del tamaño de la empresa, también pueden tener que realizar estos ajustes sin ayuda de ingeniería. Algunos utillajes y dispositivos de fijación requieren accionamiento electrónico y neumático, lo que implica conocimientos y formación en estas áreas.
Las plantillas y dispositivos de fijación bien construidos reducen el desperdicio al garantizar un ajuste perfecto de las piezas. Pueden ser tan grandes como un automóvil o caber en la mano. Las necesidades de producción determinan su forma y función. Se necesitan plantillas, dispositivos de fijación y calibres para mantener los estándares de calidad en producciones repetidas, tanto de bajo como de alto volumen.
La continua evolución de las tecnologías de diseño y control computarizado, como CAD/CAM , CNC , PLC y otras, ha limitado el uso de plantillas en la fabricación. Sin embargo, todas las máquinas controladas por computadora requieren algún tipo de dispositivo de sujeción para la producción. Un ejemplo común es que no se necesita una plantilla de perforación para guiar las brocas hacia el centro de los orificios si se realiza en una máquina CNC, ya que esta utiliza control numérico computarizado. No obstante, aún se necesitan dispositivos de sujeción para mantener las piezas en su lugar durante la operación. Actualmente, las plantillas son necesarias en muchas áreas de la fabricación, pero principalmente para la producción de bajo volumen.
Terminología
Fabricación de matrices
La fabricación de matrices es una subdisciplina de la fabricación de herramientas que se centra en la creación y el mantenimiento de matrices . Esto suele incluir la fabricación de punzones, matrices, matrices de acero y juegos de matrices. La precisión es esencial en la fabricación de matrices; los punzones y los aceros para matrices deben mantener la holgura adecuada para producir piezas con exactitud, y a menudo es necesario mecanizar componentes con tolerancias inferiores a una milésima de pulgada.
Fabricación de herramientas
La fabricación de herramientas generalmente implica la creación de utillaje utilizado para producir bienes. El utillaje común incluye rodillos de conformado de metal, herramientas de corte (como brocas y fresas ), dispositivos de fijación e incluso máquinas herramienta completas utilizadas para fabricar, sujetar o probar productos durante su fabricación. Debido a la naturaleza particular del trabajo de un fabricante de herramientas, a menudo es necesario fabricar herramientas a medida o modificar herramientas estándar.
Superposición de la fabricación de matrices, la fabricación de herramientas y la fabricación de moldes.
Una misma persona puede ser requerida para todas las actividades mencionadas, y las habilidades y conceptos involucrados se superponen, razón por la cual la fabricación de herramientas y matrices a menudo se considera un solo campo y también por la cual la fabricación de moldes a menudo se considera un subconjunto del mismo (en lugar de un campo totalmente separado).
Talleres de herramientas y métodos de taller de herramientas
Un taller de herramientas, en el sentido original de la palabra, es una habitación donde se almacenan herramientas; [ 2 ] un depósito de herramientas. En las empresas más grandes, las herramientas almacenadas allí deben registrarse al entrar y salir, y puede haber una persona asignada para atender el área. En una fábrica, el taller de herramientas se refiere a un espacio donde se fabrican y reparan artefactos, en particular herramientas para usar en el resto de la fábrica, plantillas para configuraciones y otras piezas para ayudar a los trabajadores y, por extensión, a la producción. En ingeniería y manufactura , la actividad del taller de herramientas es todo lo relacionado con las instalaciones de herramientas y matrices, en contraste con la actividad de la línea de producción.
Originalmente, un taller de herramientas se ubicaba literalmente en una sola habitación , pero al igual que la sala de emergencias , el término se ha extendido figurativamente, tanto en sentido sustantivo como adjetival , a todos esos lugares y a los métodos que allí se utilizan, independientemente del espacio físico. El nombre original era " tool room" o "tool-room" , pero ahora "toolroom" es la forma habitual en ingeniería y mecanizado .
Fabricación, reparación y almacenamiento de herramientas
El término «taller de herramientas» se refiere, en su sentido más simple, al almacenamiento de herramientas. Un uso más amplio del término incluye un espacio donde se fabrican, reparan, inventarían y/o distribuyen herramientas para su uso dentro de la fábrica. Esta ampliación del segundo sentido refleja el desarrollo de una mayor sistematización en la manufactura. Durante el siglo XIX, se desarrolló gradualmente una división del trabajo, de modo que las personas que fabricaban, reparaban, registraban, almacenaban y recuperaban las herramientas no eran necesariamente las mismas que las utilizaban para realizar el trabajo de manufactura propiamente dicho. Si bien ya existían ejemplos de esta división del trabajo en siglos anteriores, la mayor parte de la manufactura se realizaba de forma artesanal, sin que existiera la necesidad de un taller de herramientas separado del resto del taller.
El sentido más simple anterior también se puede transmitir con la palabra toolcrib (a veces estilizada tool-crib o tool crib ).
Instalaciones y métodos para la fabricación de herramientas y matrices
En ingeniería y fabricación, un taller de herramientas abarca todo lo relacionado con las instalaciones y los métodos de matricería, a diferencia de la planta de producción y la línea de montaje. Para quienes no estén familiarizados con estos campos, es necesaria una explicación:
En el ámbito general del mecanizado, existe una distinción, aunque difusa, entre (a) la práctica en el taller de herramientas y (b) la práctica de producción (la fabricación de grandes cantidades de piezas duplicadas). Se trata de la diferencia entre la fabricación propiamente dicha y el trabajo de herramientas y matrices que se realiza en apoyo de la fabricación. Probablemente se puedan encontrar ejemplos anecdóticos de distinciones similares a lo largo de la historia de la humanidad, pero como parte integral del tejido de la cultura material, esta distinción (y la terminología para referirse a ella) ha evolucionado desde la Revolución Industrial , y muy especialmente desde el advenimiento de la práctica de la fabricación de armas y, posteriormente, la producción en masa .
Una buena manera, y sencilla, de resumir el cambio de ideas es comparar la fabricación de un producto determinado en diferentes épocas. En 1750, un artesano fabricaba un rifle en un taller con herramientas manuales, y si necesitaba una herramienta nueva, probablemente la fabricaría él mismo utilizando las mismas herramientas y métodos que empleaba para fabricar su producto, el rifle (herrería, limas , cuchillos para tallar madera, etc.). Este tipo de artesanía aún se puede practicar hoy en día, pero es costosa en términos de tiempo de mano de obra especializada por unidad de producción, lo que implica un volumen de producción total pequeño y un precio unitario alto. Sin embargo, hoy en día, la forma de fabricar rifles en grandes cantidades a bajo precio unitario es realizar primero el trabajo de matricería (trabajo de taller de herramientas) (es decir, fabricar, o encargar la fabricación de, máquinas herramienta, plantillas y dispositivos), y luego utilizar esas herramientas especializadas para producir en masa los rifles de forma automatizada, sin necesidad de métodos de taller de herramientas.
Otro ejemplo, en lugar de comparar diferentes siglos, simplemente compara diferentes métodos de control de la trayectoria de la herramienta que podrían elegirse hoy en día: si necesita una ubicación de orificio determinada en cada pieza para su broca , ¿la ajustará cuidadosamente a mano muchas veces (una vez por cada pieza producida), o la ajustará cuidadosamente a mano solo una vez , mientras fabrica una plantilla de perforación para que la perforación posterior se guíe de forma rápida y sin esfuerzo?
La fabricación de lotes pequeños a menudo ha representado el mayor desafío para esta división de métodos. Cuando solo se requiere una pequeña cantidad de producción, ¿se debe (a) producir cada pieza utilizando métodos "personalizados" (fabricación artesanal o mecanizado y disposición tipo taller), lo que eleva el costo unitario; o (b) mantener la división de producción tipo taller, que requiere una gran inversión de capital y también eleva los costos unitarios a su manera? En otras palabras, ¿vale la pena invertir tiempo en fabricar una plantilla y reservar una taladradora para su uso exclusivo con dicha plantilla? La taladradora podría ser necesaria mañana para una pieza diferente, con una configuración distinta. Para 100 piezas, los costos de fabricar una plantilla y reservar una máquina están justificados. Para 5 piezas, tal vez sea mejor fabricar cada una de ellas utilizando el diseño y control de trayectoria tipo taller.
La evolución de las tecnologías de la información y su integración en la fabricación están transformando aún más las cuestiones y los paradigmas. Por ejemplo, el control numérico computarizado (CNC) y la robótica han allanado el camino hacia el prototipado rápido y la fabricación instantánea , lo que modifica la división entre taller de herramientas y producción, al brindar a la inversión inicial en herramientas la flexibilidad de ser utilizada de forma rápida y sencilla para cualquier diseño de producto, independientemente del tamaño del lote.
En las grandes corporaciones, puede haber una división del trabajo muy clara entre el trabajo de taller de herramientas y el mecanizado de producción, con diferentes empleados para cada uno, mientras que el trabajo en talleres suele ser una mezcla de trabajo de taller de herramientas y trabajo de producción, porque cada proyecto requiere un poco de ambos, y los mismos empleados pueden "desempeñar cada función" de forma secuencial.
Véase también
- Maquinista – Operador cualificado de máquinas herramienta
- categoría: fabricantes de máquinas herramienta
- Macho y terraja – Herramientas para crear roscas de tornillos
Notas
- ↑ Las variaciones del nombre incluyen fabricante de herramientas (o fabricante de herramientas ), fabricante de matrices (o fabricante de matrices ) o fabricante de plantillas y matrices, dependiendo del área de especialización o industria en la que trabaje una persona; fabricante de moldes (o fabricante de moldes ) es una ocupación estrechamente relacionada.
Referencias
- ↑ Fabricantes de herramientas y matrices, según la Oficina de Estadísticas Laborales, consultado el 8 de abril de 2009.
- ↑ La palabra utilizada en este sentido está documentada en inglés escrito al menos desde 1829. Merriam-Webster (2007), Merriam-Webster's Collegiate Dictionary (11.ª ed.), Springfield, Massachusetts, EE. UU .: Merriam-Webster, pág. 1317, ISBN 978-0-87779-809-5
- maquinistas
