En el ensamblaje de precisión, es habitual asumir que, una vez alcanzado el torque especificado, el trabajo está terminado. En muchas aplicaciones, esta suposición es válida. En otras, se convierte en el origen de problemas ocultos.

Este fue el caso de un fabricante de detectores avanzados de CO₂ durante el ensamblaje de un componente en el que un elemento óptico interno debía quedar perfectamente alineado y equilibrado desde el punto de vista mecánico. El elemento se fijaba mediante cuatro tornillos, cada uno equipado con un O-ring blando.

Sobre el papel, el proceso era sencillo. Aplicar el torque especificado a cada tornillo y comprobar que los valores estuvieran dentro de tolerancia. En la práctica, la corrección del torque resultó ser solo una parte de la ecuación, provocando importantes problemas y retrasos en la producción y culminando en una solicitud de ayuda a Kolver.

Los elementos blandos no se comportan de forma simétrica

Los componentes blandos, como los O-rings, no se comprimen de manera instantánea ni uniforme. Su comportamiento depende del orden de apriete, del nivel de torque aplicado en cada fase y de cómo se permite la redistribución de cargas durante el ensamblaje.

En el proceso original, cada tornillo se apretaba directamente al cien por cien del torque final. El primer tornillo comprimía completamente su O-ring. Los tornillos siguientes se apretaban entonces contra un sistema que ya estaba parcialmente deformado.

Los valores finales de torque eran correctos y repetibles. Las tensiones internas no lo eran.

Desde el exterior, los conjuntos parecían idénticos. Internamente, su comportamiento era muy distinto.

La validación reveló el problema, pero demasiado tarde

Cada unidad ensamblada se sometía a un ciclo de validación funcional de entre cinco y diez minutos. Solo al final de esta prueba se aprobaba o rechazaba la pieza.

En generaciones anteriores del producto, la tasa de rechazo alcanzaba aproximadamente el treinta por ciento. Cada unidad rechazada implicaba tiempo de validación perdido, desmontaje, retrabajo y un flujo de producción impredecible.

Los datos de atornillado no mostraban anomalías evidentes. Los valores de torque estaban dentro de especificación. Aun así, el rendimiento funcional seguía siendo inconsistente.

La precisión era necesaria, pero no suficiente

La introducción de un atornillador eléctrico de altísima precisión como el K-DUCER NT eliminó una fuente de variabilidad, pero por sí sola no resolvió el problema. El punto de inflexión llegó al cambiar la lógica de atornillado, no solo al mejorar la precisión de la herramienta.

Tres ajustes resultaron decisivos.

En primer lugar, los tornillos se apretaron siguiendo un patrón en estrella, para distribuir la compresión de forma más uniforme en el componente.

En segundo lugar, el torque se aplicó de manera incremental en lugar de en un solo paso. El apriete se realizó aproximadamente al treinta por ciento, luego al sesenta por ciento y finalmente al torque completo. Esto permitió que los O-rings se comprimieran de forma progresiva y que las tensiones se equilibraran antes del apriete final.

Por último, la atención dejó de centrarse únicamente en el valor final de torque. El foco pasó a estar en el comportamiento de cada tornillo durante el proceso de atornillado y en si los cuatro seguían un patrón coherente.

Vincular el comportamiento de atornillado con los resultados de validación

Para comprender mejor los rechazos restantes, se introdujo un método sencillo pero riguroso. Cuando una unidad era rechazada durante la validación, se registraba su identificador único para poder rastrear los datos de atornillado correspondientes.

Una vez recopilada una muestra estadísticamente significativa de al menos cien unidades, y preferiblemente más de doscientas, se compararon las curvas de atornillado de las piezas aprobadas y rechazadas.

Las diferencias más relevantes no aparecían en el torque final, sino durante la fase de running torque, donde los efectos de la compresión de los O-rings y de la alineación interna son más visibles.

De la corrección a la prevención

Una vez comprendidos estos patrones, fue posible actuar antes en el proceso. Los comportamientos de atornillado anómalos podían detectarse durante el ensamblaje, permitiendo rechazar las piezas problemáticas antes de que entraran en la máquina de validación. Al mismo tiempo, las estrategias de atornillado podían ajustarse para evitar de forma preventiva las condiciones críticas.

En ese punto, la calidad dejó de verificarse a posteriori. Pasó a controlarse desde el origen.

La lección general

Este caso pone de relieve un principio que va mucho más allá de esta aplicación concreta.

Alcanzar el torque correcto no garantiza un ensamblaje correcto. Cuando intervienen elementos blandos, el orden de apriete, la progresión y el comportamiento dinámico son tan importantes como la precisión.

Cuando la validación es lenta y costosa, confiar únicamente en los controles de final de línea resulta ineficiente. El enfoque más eficaz es asegurar que los ensamblajes sean correctos antes de llegar a la validación.

La precisión sigue siendo esencial. Sin una estrategia de atornillado adecuada, sin embargo, la precisión por sí sola no es suficiente.