a industria metalmecánica ha demostrado una creciente receptividad ante las ventajas que ofrecen las aleaciones metálicas. La adopción de estas tecnologías no solo mejora el rendimiento y la eficiencia de los productos, sino que también posiciona a las empresas como líderes en innovación, capaces de adaptarse a las demandas de un mercado cada vez más competitivo.
La búsqueda de nuevos materiales estimula la investigación y el desarrollo, generando colaboraciones entre diferentes sectores y posicionando a la industria a la vanguardia de la innovación tecnológica. Sus aplicaciones son vastas y abarcan desde la industria automotriz y aeroespacial hasta la energía y la biomedicina, donde se utilizan para crear componentes más ligeros, resistentes y eficientes.
Presentamos en esta edición un panorama de innovación frente a la investigación y aplicación de aleaciones en las industrias y centros de investigación donde se orientan esfuerzos hacia la caracterización y análisis del comportamiento de nuevos biomateriales, súperaleaciones y recubrimientos micro y nanoestructurados para aplicaciones específicas.
En la industria médica, materia de investigación donde el magnesio toma protagonismo como materiales para implantes temporales; la industria aeroespacial, donde aleaciones de titanio y materiales compuestos buscan reducir el peso de las aeronaves; y la industria automotriz donde las aleaciones ligeras y materiales compuestos son una demanda creciente en nichos como el vehículo eléctrico.
Partiendo de la investigación y llevadas al campo productivo de la industria, hoy los nuevos materiales y sus propiedades están definiendo el desarrollo tecnológico contemporáneo. MMI
DIANNY NIÑO
Metalmecánica Internacional dianny.nino@axiomab2b.com
CONTENIDO
MERCADO E INDUSTRIA
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Mariano Arango L. mariano.arango@axiomab2b.com
NATIONAL SALES MANAGER
Juan Felipe Rivera Vargas felipe.rivera@axiomab2b.com
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A capitalizar el mercado de semiconductores 14
Magnesio y sus aleaciones captando el interés de la industria médica
Manufacturar piezas de alta complejidad: Tecnología + desarrollo de ingeniería + calidad
Nuevos materiales y aleaciones transforman la industria automotriz
TECNOLOGÍA PORTADA
¿Podrá Colombia consolidarse como un actor clave en la escena internacional?
Era de materiales avanzados: Innovaciones que redefinen la industria
El futuro de la industria de herramientas de corte
INNOVACIÓN PRODUCCIÓN INTELIGENTE
85K EN PRODUCCIÓN
ALIANZA ENTRE DE ELÉCTRICOS E HÍDRIDOS
MAQUINARIA Y CAPACITACIÓN
La inauguración del Sheet Metal & Machining Academy en Cenaltec, impulsado por Grupo Hi-Tec, se celebró en Chihuahua. Esta colaboración busca abrir las puertas a la innovación tecnológica mediante la capacitación en mano de obra calificada y el uso de máquinas de alta tecnología para distintos procesos industriales. El innovador programa desarrollado en colaboración con INADET-CENALTEC dotará a los planteles de CENALTEC en Chihuahua, Juárez y Cuauhtémoc maquinaria de última generación, otorgada y valorada en más de 1.5 millones de dólares; con lo último en tecnología de prensas mecánicas, cortadoras láser, dobladoras, centros de maquinado CNC asistidos con brazos robóticos y equipos de inyección de plástico, provenientes de marcas líderes como Haas, Yizumi, Kitamura, Nakamura Tome, Omnitec, entre otras.
En un avance significativo para la industria automotriz en México, se ha reportado la producción del primer vehículo híbrido en el país, el Toyota Tacoma, sumándose a los tres modelos eléctricos ya en circulación. Esta noticia marca un hito en el crecimiento de la producción de vehículos de nuevas tecnologías en la región.
Hasta el cierre de julio de 2024, la producción total de vehículos eléctricos e híbridos en México alcanzó las 85,598 unidades. Esta cifra refleja un sólido crecimiento en la adopción de tecnologías más limpias y eficientes en el sector automotriz.
En cuanto a los vehículos eléctricos, los modelos producidos son:
Ford Mustang Mach-E Chevrolet Blazer EV Equinox EV
A CAPITALIZAR EL MERCADO DE SEMICONDUCTORES
Lla industria de semiconductores representa para México una oportunidad de desarrollo para los próximos 20 años donde el país podría contar con una importante participación de mercado si cuenta con el talento adecuado y con empresas que diversifiquen su portafolio y sus capacidades tecnológicas.
Para ser parte de este mercado de semiconductores, cuyo valor global es de 600 mil millones de dólares anuales, Eugenio Marín, director general de la Fundación México – Estados Unidos para la Ciencia (FUMEC) enfatizo que se requiere no sólo capacidad, sino también determinación y estrategia.
La oportunidad en la industria estaria en tres aspectos principales: diseño, materiales y en el servicio de empaque, pruebas y ensamble.
APCA Ingeniería se destaca en la manufactura en serie de piezas metálicas con cotas dimensionales y geométricas estrictas, donde una combinación de tecnología avanzada, personal capacitado y rigurosos procesos de calidad forman un sello distintivo para la industria.
El mercado de piezas de alta complejidad es un sector especializado y en crecimiento, impulsado por la demanda de componentes precisos y personalizados en varias industrias, especialmente la automotriz, aeroespacial, médica y de maquinaria industrial. APCA Ingeniería se ha especializado en esta maquila a través de máquinas con tecnología avanzada, como CNC de hasta 5 ejes, entre otras, y con una oferta de valor centrada en la ingeniera de alto nivel y definiéndose a sí mismo como un grupo versátil que con 10 años de trayectoria han sabido aprovechar las oportunidades del mercado, como lo señala Fernando Álvarez Malo, socio fundador.
"Hemos ido modificando con el paso del tiempo y de manera estratégica nuestras intenciones y nichos de negocio, hoy vemos que el mercado está demandando con suficiente claridad maquinados en los sectores automotriz y aeronáutico, que es donde está nuestro giro actual. Y sí, hay en México y se percibe claramente un fenómeno de crecimiento comercial en lo que nosotros hacemos y está verdaderamente orientado hacia los Estados Unidos, hacia Norteamérica, este fenómeno es una realidad para el país y lo notamos en aspectos como la demanda de mano de obra calificada y ventas potenciales" destaca el empresario.
TECNOLOGÍA COMO HABILITADORA DE NEGOCIOS
Apca Ingeniería se ha enfocado en trabajos especializados de alta y mediana producción, así como en piezas especiales. En alta producción, maneja volúmenes de 1,000 a 100,000 piezas, como conexiones, coples, pernos, tuercas, etc., para sistemas hidráulicos y neumáticos; en mediana producción, trabaja con volúmenes de 100 a 1,000 piezas, incluyendo levas, bujes, brazos, soportes, etc., empleados para dispositivos automotores y aeronáuticos. Además, la empresa desarrolla piezas especiales, como troqueles progresivos, Hot & Cold stamping, y refacciones de matrices, punzones, etc. Estas piezas complejas y precisas, producidas en bajos volúmenes, requieren un alto grado de desarrollo de ingeniería.
"Las tolerancias que exige el mercado hoy en día requieren el uso de tecnología avanzada, como máquinas de control numérico computarizado (CNC), que garantizan una precisión excepcional. Por ejemplo, hay muchas piezas que podrían hacerse de modo convencional o con centros de máquina de tres ejes, sin embargo, en términos de costo y en término de certeza con los clientes, el utilizar máquinas de 5 ejes nos da mucha más certeza y per-
mite planear con mayor precisión cuándo efectivamente logras el resultado... El maquinado de 5 ejes requiere no solo de la habilidad de los ingenieros, sino también de software adecuado y computadoras con la capacidad necesaria. Este tipo de maquinado presenta muchas condiciones específicas que no pueden ser gestionadas únicamente por una persona; es esencial contar con una computadora correctamente programada. Esto asegura que el sistema previene riesgos, protegiendo tanto la máquina como la pieza".
Fernando Álvarez Malo
Socio fundador de APCA Ingeniería.
EN EL RUBRO AERONÁUTICO LOS PROVEEDORES DEBEN CUMPLIR
CON ESTÁNDARES GLOBALES DE CALIDAD, APCA INGENIERÍA OBTUVO
LA CERTIFICACIÓN ISO 9001QUE
DEMUESTRA EL COMPROMISO DE LA EMPRESA CON LA CALIDAD.".
En cuanto a los desafíos y complejidades en el maquinado de piezas, señala "las piezas llevan la complejidad definida por el cliente debido a la naturaleza del diseño, pero también existen varias circunstancias que complican el proceso. Por ejemplo, un tratamiento térmico, por muy controlado que esté, puede deformar la pieza y generar variaciones no esperadas. Un material endurecido que se desea trabajar en el centro de maquinado puede no responder adecuadamente, y algunos materiales, como el aluminio, pueden ser difíciles de maquinar debido a su plasticidad. Esta combinación de factores hace necesario eliminar la mayor cantidad de elementos que generan variación en las piezas".
Es así que para Álvarez, entre los elementos para lograr una producción exitosa se deben tener en cuenta:
1. 2.
La máquina utilizada
El software adecuado para la misma
La capacidad del operador que realiza la sujeción y maneja la herramienta.
El ingeniero que decide el procedimiento a seguir.
Hoy la capacidad tecnológica de Apca está en centros de maquinado de 5 y 3 ejes, centros de torneado, rectificadoras, fresa y corte por hilo; y recientemente se hizo la adquisición de una nueva máquina de 5 ejes de mayor envergadura.
Es así que la inversión en maquinaria nueva es parte de la estrategia por la competitividad señala el empresario "Si bien la experiencia cuenta mucho para poder generar confianza con un cliente, nosotros al ser tan jóvenes y venir de sectores tan distintos a la metalmecánica, esto se planteaban un desafío. Sin embargo, una de las claves que nos abrió puertas fue contar con equipo nuevo y tecnología avanzada, como máquinas de 5 ejes, así que yo diría tan necesario como la experiencia es la mezcla de tecnología que una vez adquirida te da una ventaja competitiva relevante. Mantenernos en esta lógica nos ha permitido ampliar nuestras capacidades y ser exitosos en transmitir confianza a nuestros clientes".
Adicional, la tecnología avanzada es vista como una herramienta crucial para optimizar todos los aspectos del trabajo y ser competitivo, Fernando destaca "Estamos en procesos de incorporar robots o brazos automatizados para ir logrando eliminar factores de error y estamos constantemente pensando en que la implementación de tecnología nos puede ayudar a hacer el trabajo mejor en todos los sentidos, es decir, más rápido, más barato, de acuerdo a las expectativas del cliente, con mayor certeza. Es indispensable siempre incorporar la tecnología y diría yo que algo que nos ha abierto mercado es que decidimos invertir
PROCESO DE PRODUCCIÓN
en estas, maquinaria siempre nueva, lo mismo para el uso de las herramientas y adicional el uso de software".
SOLUCIONES INTEGRALES A TRAVÉS DE INGENIERÍA
Con un proceso de producción basado en ingeniería, buscan garantizar a sus clientes que las piezas pasarán
Con un equipo dividido en diseñadores y programadores, y a pesar de que el cliente proporcione planos de fabricación para los productos, se realiza un análisis más profundo que permite encontrar el proceso adecuado para realizar cada una de las piezas o componentes, con este insumo que se traduce a diseños para el proceso interno.
INGENIERÍA
LEVANTAMIENTO
Empieza con el área de ventas donde ellos tienen que asegurarse que la información sea de fácil entendimiento para el departamento de ingeniería.
CALIDAD
Desde el diseño tiene que incorporarse el área de calidad o al menos un proceso de calidad, revisión y que asegure que se cumplen con las expectativas.
Foto cortesia: APCA Ingeniería
por etapas de diseño, manufactura e inspección de primer nivel. "Hay una entrada diversa de información, cada cliente es distinto, por ejemplo hay quienes te entregan un manual con colores y con archivos de cierta naturaleza y, otros te entregan unas hojas con el diseño trazado a mano, esto nos ha hecho desarrollar un área ingeniería completa que permite una trazabilidad y donde pueden pasar las piezas a la producción con una mayor certeza, lo cual no elimina todos los errores, pero los reduce de manera sustancial" señala Álvarez.
LA COMUNICACIÓN: UNA REGLA CLARA PARA LOS NEGOCIOS
En la especialidad de piezas mecanizadas de alta complejidad, los clientes tienen expectativas muy claras y exigen el cumplimiento puntual de sus condiciones de compra. Por lo tanto, se sigue un proceso riguroso para cada pieza, destaca el empresario "Una vez que la producción está completada, el área de calidad tiene la responsabilidad de inspeccionar minuciosamente las piezas en función de los dibujos y planos del cliente, así como de sus expectativas. Esta área debe validar que las piezas cumplen con los requisitos establecidos. Se implementa un control estricto, y en ocasiones una pieza puede ser descartada como scrap (desperdicio), requerir retrabajo o no estar completamente terminada debido a un proceso omitido. El área de calidad debe actuar como si fuera parte del equipo del cliente, manteniendo una actitud proactiva que permita identificar y discutir discrepancias internamente antes de que se conviertan en problemas con el cliente".
Por lo anterior, sugiere mantener una comunicación desde el primer momento y en todo el proceso "para
Comunicación con el cliente para asegurarse que lo que se esta proponiendo como plano de un diseño coincide con lo que ellos tienen de expectativa y con la información entregada.
mí es la regla de cualquier negocio y cualquiera de actividad humana la comunicación, tener certeza con los clientes de quién va a recibir, cuáles son los criterios para recibir, qué están esperando en nuestros servicios. En este sentido, nuestra área de calidad acude previamente con el cliente para conocer cuáles son las expectativas, cómo se van a liberar las piezas, con qué criterios se van a revisar. Y en muchas ocasiones el cliente también va a validar que se tiene la capacidad para hacerlo y que hay un lenguaje común de lo que se espera" especifica Fernando.
Esta destaca es una visión que han formulado al trabajar concretamente en el nicho de la aeronáutica, donde la calidad es una condición de especial relevancia. "En el área de calidad, donde el intangible juega un papel crucial, es esencial que los procesos estén certificados y sean auditables. Además, el personal debe adherirse a estos estándares. A mi juicio, un proceso certificado tiene un valor comparable al de una máquina nueva. Un proceso certificado refleja el desarrollo tecnológico de la empresa y es tan valioso como una máquina de última generación".
AMPLIANDO CAPACIDADES A RAZÓN DE LOS CLIENTES Y EL MERCADO
Para el empresario, el proceso de explorar nuevos mercados y clientes implica una evaluación constante de su viabilidad. Esto también se aplica a áreas de desarrollo que son una apuesta, pero para hacerla realidad requiere de concretar acciones específicas, por lo tanto, hoy APCA Ingeniería oferta otros servicios como pintura, soldadura y ensamble "a medida que hemos diversificado el mercado, también hemos ampliado nuestras
LIBERACIÓN DE CALIDAD
Implica que el producto ha cumplido con todos los estándares de calidad y especificaciones establecidas para ser entregado al cliente. 6. 5. 7.
PRODUCCIÓN
capacidades. Pasamos de dedicarnos exclusivamente al maquinado de piezas en acero y aluminio, a poder soldar e integrar ensamblajes más complejos, además de incorporar trabajos de pintura. Este crecimiento ha sido impulsado por las necesidades de nuestros clientes y el volumen de trabajo, lo que nos ha permitido desarrollar habilidades y áreas de especialización adicionales. Aunque estas no sean nuestro core principal, se han convertido en áreas de soporte esenciales para nuestro crecimiento como negocio" puntualiza.
CON
UN
SISTEMA DE PRODUCCIÓN
ALTAMENTE FLEXIBLE, ESTAN EN CAPACIDAD DE FABRICAR DESDE MOLDES ÚNICOS HASTA SERIES DE MILES DE PIEZAS, SIEMPRE MANTENIENDO ALTOS ESTÁNDARES DE CALIDAD.
DIVERSIFICACIÓN INTELIGENTE PARA CAPITALIZAR OPORTUNIDADES
Los socios fundadores de la compañía, desde sus inicios han compartido la visión de leer el mercado para apostar a diferentes negocios y nichos. Inicialmente, vieron la oportunidad en el rubro automotriz dados los anuncios de inversión que se empezaban a hacer más constantes, año tras año.
Aunque la sociedad no contaba con experiencia previa en la industria automotriz o en la fabricación de autopartes, su trayectoria profesional en el sector de la construcción les permitió mantener abiertas las puertas para explorar nuevas áreas de negocio. De hecho, han ajustado de manera estratégica sus intenciones comerciales con el tiempo.
Es así que como aprendizaje de una apuesta diversificada, el empresario señala importante analizar:
El grado de dificultad del mercado.
La demanda
El contexto de los negocios en general en el país, por ejemplo el ambiente macroeconómico.
Para finalizar el 2024 la compañía se enfoca en su nicho de apuesta y en el servicio a sus clientes "esperamos consolidar nuestra presencia en el sector aeronáutico, planeamos lograr esto mediante el desarrollo de nuevos clientes y la implementación de las inversiones iniciadas el año pasado, como ejemplo la adquisición de la nueva máquina actualmente en proceso de liberación por el proveedor, que ampliará nuestras capacidades y la oportunidad de ingresar a un nicho que previamente no atendíamos, donde suelen tener solo uno o dos proveedores. Esto nos posicionaría favorablemente para cerrar el año de manera exitosa" concluye Álvarez.
"Somos atentos al mercado y mantenemos una visión amplia para convertir oportunidades en resultados concretos. En el mundo de los negocios, las inversiones, como las anunciadas en el sector automotriz, atraen una serie de proveedores, tanto internacionales como nacionales, para satisfacer las demandas del mercado. Nuestro enfoque, desde nuestro nicho específico, es traducir esas grandes oportunidades de negocio en aspectos tangibles de ventas" enfatiza.
Durante la pandemia de 2020, la empresa se adaptó a la crisis ofreciendo moldes de plástico a una firma que usualmente los importaba de EE.UU. A pesar de no ser complejos, este proyecto requirió ajustes en su ingeniería y permitió superar meses difíciles para la industria automotriz.
Asimismo, reconoce otras apuestas de negocio en industrias como la farmacéutica y de alimentos, donde han podido explorar oportunidades, pero no han sido exitosas y han reconsiderado su participación.
Recientemente, leyendo también lo que estaba pasando en la industria aeronáutica en México, deciden encaminarse a este nuevo nicho, obteniendo la certificación ISO 9001. Hoy ya tienen capacidades disponibles en esta industria, logrando atender a clientes y proyectos, por ejemplo con Dedienne Aerospace, haciendo tooling y enfocados a ampliar la gama de clientes en este sector. MMI
Foto cortesia: APCA Ingeniería
MAGNESIO Y SUS ALEACIONES
CAPTANDO EL INTERÉS DE
LA INDUSTRIA MÉDICA
Lucien Veleva, investigadora del Cinvestav adscrita al Departamento de Física Aplicada, Unidad Mérida, compartió las investigaciones sobre la tendencia de uso actual de algunas aleaciones de Magnesio como materiales biodegradables para implantes temporales humanos.
El mercado de aleaciones de magnesio para aplicaciones médicas está experimentando un notable crecimiento, impulsado por la creciente demanda de implantes temporales, biodegradables, no tóxicos, ser resorbidos por el organismo humano. Estos tipos de implantes apoyarán resanar partes de huesos por unos meses, por lo que deben degradarse en la solución fisiológica de nuestro cuerpo, y así no se necesitará una cirugía para su retiro. En estos aspectos se lleva a cabo la investigación en la aplicación de nuevos materiales para implantes temporales, en el Cinvestav, un Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, en la Unidad de Mérida (la capital del estado de Yucatán). Este centro es una destacada institución pública Mexicana que además de llevar investigaciones significativas en diversas áreas, está dedicada a la formación de recursos humanos de Maestría y Doctorado. Para la industria médica, las aleaciones de magnesio presentan actualmente un gran interés, debido a su biocompatibilidad y capacidad de degradación controlada. Cuatro estudios recientes, llevados a cabo por estudiantes de Doctorado, bajo la dirección de la Dra. Lucien Veleva, subrayan su potencial y relevancia en aplicaciones biomédicas avanzadas:
1
Aleación Mg-Ca0.3 y degradación electroquímica: Un estudio evaluó la aleación Mg-Ca0.3 comparada con magnesio puro, expuesta a la solución fisiológica de Hank a 37 °C durante 14 días. Los resultados mostraron que Mg-Ca0.3 presenta una menor pérdida de masa y liberación de iones Mg2+, mejorando su resistencia a la corrosión en comparación con el magnesio puro. Esta
mejora se atribuye a una capa protectora formada en la superficie que reduce la evolución de hidrógeno y la liberación de iones. Esta propiedad es crucial para implantes temporales que requieren una degradación controlada y resistencia a la corrosión prolongada.
2
Recubrimientos multifuncionales con Quitosano: Otro estudio investigó un recubrimiento de quitosano aplicado en la superficie de la aleación AZ31. Los resultados demostrando mejoras significativas en resistencia a la corrosión y propiedades antibacterianas. Un tratamiento previo de AZ31, para la obtención de recubrimiento de MgF2/CS, redujo la corrosión del substratoy mejoró la adhesión del Quitosano. De esta manera se obtuvo una notable reducción en el crecimiento de la bacteria contaminante común durante la cirugía, conocida como Klebsiella pneumoniae, gracias a la interacción electrostática del Quitosano con la membrana bacteriana. El uso de Quitosano ofreció una protección adicional en aplicaciones en la superficie de implantes temporales, basados en aleaciones de magnesio, para la prevención de infecciones en el cuerpo humano.
3
Nanopartículas de Plata sobre Mg-Ca0.3:
Un tercer estudio se centró en la funcionalización de la superficie de Mg-Ca0.3 con nanopartículas de plata (Ag-NPs), las cuales demostraron propiedades antibacterianas destacadas contra Staphylococcus aureus y Escherichia coli, ambas bacterias que habitualmente contaminan el cuerpo humano durante las cirugías. Las Ag-NPs, caracterizadas por su tamaño nanométrico y propiedades superhidrofóbicas, ofrecieron una efectiva protección contra infecciones, abriendo más el
camino para el uso de las aleaciones de magnesio como materiales para implantes temporales en el cuerpo humano, en contextos médicos.
Evaluación del comportamiento de degradación de las aleaciones de magnesio AZ31 y AZ91 en diferentes soluciones fisiológicas, como materiales de implantes temporales.
Este estudio analizó el mecanismo de degradación de estas aleaciones de magnesio, así mismosuvelocidad (vida útil) de biodegradación en varias soluciones fisiológicas estandarizadas (Ringer, Hank y SMF – simulated body fluid). Varias técnicas electroquímicas y de caracterización de la superficie de los materiales han sido aplicadas. La investigación también reveló que, durante el uso de estas aleaciones como implantes temporales, ocurre la liberación de iones de magnesio, que no son no tóxicos, que benefician el contenido diario que se necesita del cuerpo humano. Así durante la degradación de estos implantes es favorable para la función de varios procesos que ocurren en nuestro cuerpo.
Las aleaciones de magnesio, como materiales, han sido desarrollado por el MgIC (Magnesium Innovative Center, Geesthacht, Germany) y propocionados al colectivo de Lucien Veleva, en colaboración con este Centro científico en Alemania.
El desarrollo de nuevas aleaciones de magnesio y el estudio de sus propiedades actualmente se lleva a cabo en diferentes centros en el mundo (mucho más en China), por lo que el número de publicaciones en revista internacionales sigueaumentado.Muchas aleaciones de magnesio han sido probadas ensitu, para obtener resultados adicionales aún más confiables. En estos aspectos, la fabricación de implantes temporales, como dispositivos médicos, sigue en proceso de pruebas. MMI
Vea este artículo en su versión web y encuentre otros links de interés de la investigación desarrollados por el Grupo.
ERA DE MATERIALES AVANZADOS:
INNOVACIONES QUE REDEFINEN LA INDUSTRIA
El conocimiento sobre las nuevas propiedades, beneficios y aplicaciones de los materiales puede marcar diferencias importantes en términos de costos, sostenibilidad e innovación en la industria.
Por: Paola Castellanos, periodista de Metalmecánica
En el vertiginoso mundo de la tecnología y la innovación, mantenerse al día con los últimos avances en materiales metálicos es esencial para la industria médica, automotriz y aeroespacial, entre otras. Dado que las propiedades y beneficios de los nuevos materiales, representan cambios en la flexibilidad, peso, mejoras en el diseño, ductilidad entre otras características. Mantenerse a la vanguardia en este tema proporciona a las industrias múltiples beneficios, dependiendo del sector y la aplicación.
industria aeroespacial, esta compañía ha desarrollado materiales innovadores como las aleaciones de níquel y cromo, y los composites de fibra de carbono, que aportan mayor resistencia y ligereza a las aeronaves.
Es así que la industria aeroespacial continúa siendo la principal promotora del desarrollo y la adopción de nuevas aleaciones metálicas. Estas innovaciones no solo buscan mejorar la eficiencia y seguridad de las aeronaves, sino también reducir su impacto ambiental.
INDUSTRIA METALMECÁNICA EN GENERAL:
los nuevos materiales metálicos permiten la creación de herramientas y maquinaria más duraderas y eficientes, optimizando procesos de manufactura y reduciendo costos operativos.
INDUSTRIA MÉDICA:
los metales avanzados juegan un papel crucial en el desarrollo de implantes, prótesis y dispositivos médicos, mejorando la calidad de vida de los pacientes y posibilitando tratamientos más efectivos.
INDUSTRIA AUTOMOTRIZ:
se beneficia enormemente de la investigación en nuevos metales ligeros y resistentes, que contribuyen a la fabricación de vehículos más seguros y con mayor eficiencia energética.
INDUSTRIA AEROESPACIAL:
la constante evolución de los materiales metálicos permite la construcción de aeronaves más livianas, incrementando la seguridad y la eficiencia del combustible en vuelos comerciales y exploraciones espaciales.
AEROESPACIAL COMO PIONERA EN NUEVAS ALEACIONES METÁLICAS
Alberto Urbiola, Director General de Sandvik Coromant México, detaca que ante el crecimiento de la
En este contexto, el mecanizado de metales en esta industria ha experimentado notables avances con la introducción de herramientas de corte avanzadas. Se han desarrollado herramientas fabricadas con materiales de mayor dureza y resistencia al desgaste, como el carburo, cerámicas y diamante policristalino (PCD), que son esenciales para trabajar con aleaciones resistentes como el titanio y las superaleaciones a base de níquel. Además, los recubrimientos avanzados aplicados a estas herramientas, como el nitruro de titanio (TiN) y el carbonitruro de titanio-aluminio (TiAlCN), han mejorado significativamente la vida útil de las herramientas y han permitido velocidades de corte más altas, optimizando así la eficiencia del mecanizado.
Walter Tools es un fabricante de herramientas de corte ofreciendo soluciones personalizadas para aplicaciones específicas en la industria aeroespacial. David Gallegos, Product and Application Trainer en Walter Tools destaca "el mecanizado de materiales avanzados utilizados en la industria aeroespacial, como el titanio, aluminio y aleaciones de níquel, presenta desafíos técnicos muy específico...incluimos la investigación y desarrollo constante de herramientas de corte avanzadas, la optimización de la geometría de las herramientas y el asesoramiento técnico a los clientes para garantizar un mecanizado eficiente y preciso de materiales avanzados, además de poder añadir confiabilidad del proceso, parámetros de corte óptimos y siempre buscar la mayor vida útil.
EVOLUCIÓN DEL ACERO: NUEVOS COMPONENTES Y APLICACIONES
La industria del acero se encuentra en un proceso de transformación continuo, impulsado por innovaciones en materiales y aleaciones que optimizan el rendimiento, la durabilidad y la sostenibilidad. En este marco, el acero desempeña un papel crucial en múltiples aplicaciones dentro de la industria metalmecánica, resultando esencial para la fabricación de maquinaria, equipos, estructuras metálicas, componentes automotrices y elementos destinados a la construcción naval y aeroespacial.
INNOVACIÓN
Para adentrarnos en las innovaciones en el acero, es necesario rescatar que estos “nuevos materiales” han dado lugar a desarrollos significativos en aceros de alta resistencia y bajo peso, aceros inoxidables avanzados, aleaciones especiales y prácticas sostenibles. Los aceros avanzados de alta resistencia (AHSS) y los aceros ultraresistentes (UHSS) combinan alta resistencia y ductilidad, lo que los hace ideales para reducir el peso de los vehículos y mejorar la eficiencia de combustible en la industria automotriz.
Para el caso de los aceros inoxidables duplex y superausteníticos, estos ofrecen una alta resistencia mecánica y a la corrosión, siendo utilizados en la industria petroquímica, marina, química y alimentaria debido a su capacidad para resistir ambientes agresivos.
En el ámbito de las aleaciones especiales, los aceros con alta resistencia a la oxidación y alta tenacidad a baja temperatura representan avances significativos. Los primeros son esenciales para la industria energética, ya que mantienen su integridad a altas temperaturas, mientras que los segundos son desarrollados para condiciones extremas como la exploración ártica. Estas innovaciones mejoran el rendimiento de los materiales y abren nuevas posibilidades en aplicaciones industriales desafiantes.
GRAFENO Y OTROS NUEVOS MATERIALES
El grafeno y los cuasicristales, presentan propiedades excepcionales que podrían transformar el diseño industrial. No obstante, su implementación a nivel industrial aún se encuentra en una etapa incipiente. Este material se extrae del grafito y se compone de carbono puro, la Agencia Internacional de Energía proyecta que entre 2024 y 2029, los principales productores de grafito en el mundo serán Mozambique, Madagascar y China.
A pesar de que no se han alcanzado avances industriales significativos, la investigación en grafeno está recibiendo importantes inversiones.
AVANCES EN RECUBRIMIENTOS DUALES
Los procesos de deposición física de vapor (PVD) y deposición química de vapor (CVD), que comenzaron a utilizarse en los años 80, se emplean para aplicar recubrimientos ultradelgados y resistentes a altas temperaturas en dispositivos mecánicos, ópticos y electrónicos.
En el ámbito de la innovación en materiales, Urbiola explica que Sandvik Coromant utiliza metal duro, compuesto principalmente de carburo de tungsteno y cobalto, en sus plaquitas. Además, la empresa ha patentado un recubrimiento innovador denominado CVD
Inveio™, que mejora notablemente la durabilidad y dureza de estos componentes, reduciendo la necesidad de estructuras voluminosas y robustas.
PRINCIPALES PRODUCTORES DE GRAFITO EN LOS PRÓXIMOS 5 AÑOS
MOZAMBIQUE MADAGASCAR 2% 3% 82% CHINA
*Fuente: Agencia Internacional de Energía.
Este recubrimiento se distingue por la orientación uniforme de sus cristales, lo que incrementa significativamente su resistencia. Gracias al uso de materiales más tenaces, ya no es necesario emplear componentes grandes y pesados en una única estructura. Ahora, los diseñadores son cada vez más exigentes en la selección de materiales para diversas partes de automóviles y aeronaves.
ALEACIONES DE TITANIO
El titanio y sus aleaciones, especialmente la Ti6Al4V, destacan por sus excepcionales propiedades. La aleación Ti6Al4V es reconocida por su excelente relación resistencia-peso, lo que implica que ofrece una alta resistencia mecánica con una baja densidad de aproximadamente 4.43 g/cm³. Esto la hace ideal para aplicaciones donde la ligereza y la robustez son esenciales.
Además, presenta una alta resistencia a la corrosión, esencial para su desempeño en ambientes hostiles, como aplicaciones biomédicas, donde la resistencia a los fluidos corporales es crucial. Su capacidad osteointegradora permite que se integre eficazmente con el tejido óseo humano, favoreciendo su uso en implantes médicos.
En la industria aeroespacial, el Ti6Al4V se utiliza en componentes estructurales de aviones y motores debido a su combinación de ligereza y alta resistencia. En la in-
dustria automotriz, se emplea en la producción de componentes de alto rendimiento que requieren resistencia y bajo peso, como sistemas de escape y piezas del motor.
CERÁMICAS DE ALÚMINA Y CIRCONIO: PRECISIÓN Y DURABILIDAD
Las cerámicas de alúmina (óxido de aluminio) y circonio (óxido de circonio) son materiales extremadamente duros y resistentes al desgaste, manteniendo su integridad estructural bajo condiciones adversas. Su capacidad para ser pulidas hasta obtener superficies de baja fricción es beneficiosa en aplicaciones que requieren movimientos continuos y precisos. Además, su alta estabilidad química y resistencia a la corrosión son esenciales para su uso en el campo médico y en herramientas de corte.
Por su parte en la industria aeroespacial, estas cerámicas se emplean en las boquillas de motores a reacción debido a su resistencia a altas temperaturas y abrasión. En la industria automotriz, se utilizan en sistemas de frenos y componentes de motores que requieren alta resistencia al desgaste.
IMPULSANDO EL FUTURO
La evolución y la innovación en los materiales metálicos y sus aleaciones están redefiniendo el sector, marcando un antes y un después en la industria moderna, esto se evidencia con los avances en aleaciones avanzadas de acero, y el uso creciente de materiales como el grafeno y las cerámicas de alúmina y circonio.
El futuro de la industria es prometedor gracias a la investigación en materiales inteligentes, que transformarán industrias como la manufactura, medicina, automotriz y aeroespacial. Mantenerse a la vanguardia de estos avances es esencial para cualquier empresa que busque liderar en innovación y sostenibilidad. MMI
NUEVOS MATERIALES Y ALEACIONES TRANSFORMAN
LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ
Reducir el peso de los componentes entre un 10 % y un 60 % es posible al sustituir el acero pesado por materiales como acero de alta resistencia, aleaciones ligeras, compuestos de polímeros reforzados, entre otros.
INNOVACIÓN
La transición hacia materiales avanzados, no ferrosos y la adopción de tecnologías innovadoras en sus uniones representan un cambio significativo para la industria metalmecánica donde aquellos talleres y plantas que se especializan en estos enfoques no solo mejorarán su competitividad en el mercado, sino que también contribuirán a un futuro más sostenible y eficiente en el sector automotriz.
El informe de McKinsey & Company, Lightweight, heavy impact: How lightweighting can affect the automotive industry señala que "el uso de materiales ligeros crecerá significativamente en todos los sectores: mientras que el porcentaje de materiales ligeros es actualmente mayor en la aviación, con casi un 80 %, la industria automotriz está aumentando masivamente el porcentaje de materiales ligeros del 30 % al 70 % para 2030".
EN EL MUNDO DE LA METALURGIA, LA CALIDAD Y LA INTEGRIDAD DE LAS UNIONES SON FUNDAMENTALES PARA LA DURABILIDAD Y EL RENDIMIENTO DE LOS PRODUCTOS FINALES.
Además el informe de McKinsey & Company enfatiza que todos los materiales ligeros permiten reducir peso, pero a un costo mayor. Como ejemplo, La fibra de carbono, un 50% más ligera que el acero, es mucho más costosa (570 % del acero). Con una reducción de costos del 70% en la industrialización, la diferencia de precio con el aluminio podría bajar del 80% actual al 30% en 2030.
INNOVACIÓN
Siendo así, el hecho de que el 75 % del consumo de combustible esté relacionado con el peso del vehículo impulsa a los talleres a adaptarse a la creciente demanda de materiales más ligeros y otros sustituyentes. Esta transición requerirá inversiones en nueva tecnología y maquinaria, así como ajustes en los procesos de fabricación. Aunque esto puede aumentar los costos iniciales, también ofrece oportunidades para innovar y mejorar la eficiencia, manteniendo la competitividad en un mercado que cada vez valora más la reducción de peso y la sostenibilidad.
COMPARATIVO: REDUCCIÓN DE PESO EN VEHÍCULOS
Compuestos de fibra de carbono
Compuestos de
y matriz de aluminio
*Fuente: Departamento de Energía de EE. UU. Oficina de Tecnologías de Vehículos
UNA CONSTANTE EN INVESTIGACIÓN
PARA EL FUTURO AUTOMOTRIZ
La innovación en tecnología de materiales requiere un estudio constante para mejorar sus aplicaciones. Modificar las propiedades de los materiales puede ampliar su rango de aplicación. Es crucial entender cómo estos materiales reaccionan bajo diferentes condiciones de fuerza, fricción y temperatura.
Según un estudio realizado por el Centro de Investigación de Automoción (Center for Automotive Research), el uso de materiales ligeros y compuestos aumentará significativamente si los fabricantes de automóviles quieren lograr una reducción global del peso de entre el 10% y el 15%. El Centro ha proyectado que se utilizarán alrededor de 25 libras más de plástico y materiales compuestos en los vehículos, en sustitución de los aceros, esta demanda va acompañada de mayores oportunidades para aligerar los vehículos gracias a los avances en materiales y fabricación.
Materiales no ferrosos, como el aluminio y el magnesio, ofrecen propiedades excepcionales que son altamente beneficiosas para la industria automotriz. Más allá de sus propiedades intrínsecas, existen métodos alternativos de unión que pueden proporcionar ventajas significativas sobre los procesos convencionales. Estos métodos mejoran las uniones y el comportamiento mecánico de las aleaciones, resultando en productos finales de mayor calidad y rendimiento.
Para los talleres y plantas de la industria metalmecánica, entender y adoptar estos materiales y técnicas innovadoras es crucial. Implementar aleaciones avanzadas y métodos de unión alternativos puede resultar en una producción más eficiente y sostenible.
PROCESOS Y TÉCNICAS AVANZADAS
PARA MANIPULAR LAS ALEACIONES
La adopción de aleaciones ligeras como el aluminio, el magnesio y el titanio ha revolucionado la fabricación donde los talleres deber seguir procesos y técnicas especializadas para manejar estas materias primas debido a sus propiedades únicas. Al abordar el trabajo con aleaciones ligeras se deben tener en cuenta procesos de Maquinado como:
Maquinado de alta velocidad: Las aleaciones ligeras generalmente permiten velocidades de corte más altas debido a su menor densidad y baja dureza en comparación con los aceros.
Herramientas de corte: Utilización de herramientas de corte afiladas y de alta calidad (carburo de tungsteno o diamante policristalino) para mini-
mizar el desgaste y obtener un acabado de superficie superior.
Refrigeración y Lubricación: Empleo de fluidos de corte adecuados para reducir la fricción, el calor y evitar el embotamiento de las herramientas.
Adicional, el control de calidad es una fase crítica en el trabajo con aleaciones ligeras en los talleres metalmecánicos. Este proceso incluye una serie de inspecciones y pruebas diseñadas para asegurar la integridad y el desempeño de las piezas fabricadas. Por ejemplo, las pruebas de dureza y resistencia son prácticas habituales para garantizar que las aleaciones mantengan sus propiedades mecánicas y estructurales bajo diversas condiciones operativas.
Para asegurar que las piezas fabricadas con aleaciones ligeras cumplan con los estrictos requerimientos de la industria automotriz, es fundamental adherirse a
INNOVACIÓN
tolerancias dimensionales y geométricas estrictas. Esto implica la precisión en las medidas y formas de las piezas para asegurar su intercambiabilidad y correcto funcionamiento en aplicaciones críticas. El cumplimiento de estas tolerancias no solo garantiza la calidad del producto final, sino que también asegura que las piezas se integren perfectamente en sistemas complejos,
donde incluso la más mínima desviación puede afectar el rendimiento general del vehículo.
Al mantener altos estándares de inspección y pruebas, los talleres metalmecánicos pueden producir componentes altamente confiables y duraderos, contribuyendo así a la creación de vehículos más sostenibles y de alto rendimiento. MMI
INNOVACIÓN EN PROCESOS DE UNIÓN
PROCESOS DE UNIÓN POR ARCO
GMAW (GAS METAL ARC WELDING):
Utiliza un electrodo de alambre continuo y un gas de protección para soldar materiales. El calor generado por el arco eléctrico funde el metal base y el electrodo, formando una unión.
Alta velocidad de soldadura, adecuado para metales delgados a gruesos, automatizable.
Genera distorsión y fases no deseables que afectan las propiedades mecánicas.
GTAW (GAS TUNGSTEN ARC WELDING):
Emplea un electrodo de tungsteno no consumible y un gas de protección (generalmente argón) para soldar. Es conocido por su alta calidad de soldadura.
Excelente control del calor, produce soldaduras limpias y de alta calidad, adecuado para metales delgados.
Proceso más lento, requiere mayor habilidad del operador, puede generar distorsión y alteraciones microestructurales.
PROCESOS DE UNIÓN EN ESTADO SÓLIDO
FSW (FRICTION STIR WELDING):
Utiliza una herramienta giratoria que se introduce en las piezas a unir, generando fricción y calor. El material alcanza un estado plástico y se mezcla sin llegar a la fusión.
Baja distorsión, mantiene las propiedades mecánicas, adecuado para materiales difíciles de soldar por métodos convencionales.
Requiere maquinaria especializada, no adecuado para todas las geometrías de unión.
Ventajas Desventajas
BRAZING (SOLDADURA POR CAPILARIDAD):
Consiste en unir materiales usando un metal de aporte que tiene una temperatura de fusión más baja que las piezas a unir. El metal de aporte se funde y se distribuye por capilaridad entre las superficies a unir.
Menor distorsión, adecuado para unir diferentes materiales, buena resistencia mecánica y a la corrosión.
No siempre adecuado para altas temperaturas de servicio, puede requerir preparación de superficies.
ALEACIONES DE ALTO RENDIMIENTO Y SU IMPACTO EN LA INDUSTRIA
MERCADO VALORIZADO EN PROYECCIÓN, SE ESPERA ALCANZAR UN VALOR DE
USD 1,38 MIL MILLONES
EN EL AÑO 2023
MERCADOS
CRECERÁ A UNA CAGR DE ALREDEDOR DEL 4.8 %
2,11 MIL MILLONES
ENTRE 2024 Y 2032 DE USD EN 2032
Estados Unidos es el mercado más grande de la región.
México, Argentina y Chile están experimentando un crecimiento significativo con valores de exportación y comercio elevados.
Brasil es el líder indiscutible en el mercado latinoamericano.
Asia-Pacífico mercado de crecimiento más rápido.
INFOGRAFÍA
**Fuentes: Mordor Intelligence. High Performance Alloys Market - Growth, Trends, Covid-19 Impact, And Forecasts (2023 - 2028). / Exactitude Consultancy High Performance Alloys Market( 2022-2029) / Informes de Expertos Mercado de Aleaciones de Alto Rendimiento en América Latina (2023-2028).
APLICACIONES PRINCIPALES
AUTOMOTRIZ AEROESPACIAL
TENDENCIAS
La creciente demanda de metales no ferrosos, debido a sus ventajas sobre otros tipos de materiales, actuara como una oportunidad para el mercado.
ENERGÍA MAQUINARIA INDUSTRIAL 59.8 % 38.9 %
DESAFIOS
Alto costo: Los procesos de fabricación y los materiales utilizados suelen ser costosos.
Complejidad de la fabricación: La producción requiere procesos de fabricación complejos y precisos.
Desarrollo de nuevas aleaciones: La demanda de nuevos materiales con propiedades aún más avanzadas impulsa la investigación y el desarrollo de nuevas aleaciones.
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Participación de mercado que lideran las aleaciones de aluminio en cuanto a materiales, gracias a su ligereza, resistencia y capacidad para resistir la corrosión.
La creciente necesidad de aleaciones por parte de la industria aeroespacial es el principal factor que está haciendo crecer el mercado.
Es probable que la fluctuación de los precios de las materias primas obstaculice el crecimiento del mercado.
Se prevé que las aleaciones a base de níquel controlen la mayor cuota de mercado a futuro debido a su alta resistencia, capacidad para soportar la corrosión y excelente desempeño a altas temperaturas. Del mercado en 2023 está dominado por las aleaciones fundidas, debido a su capacidad para producir formas y diseños complejos a un costo efectivo.
¿EL FUTURO DE LA INDUSTRIA DE
Mientras ANCA celebra 50 años de avance en la tecnología de fabricación de herramientas, Edmund Boland, director general de ANCA CNC Machines (Bayswater North, Australia), mira hacia el futuro de 5 a 10 años.
Por: Edmund Boland, director general de ANCA CNC Machines
SOLO UNA PERSONA Y UN PERRO?
La vieja historia de la fábrica del futuro poblada por un humano y un perro -el papel del humano se limita a alimentar al perro, mientras que el perro se encarga de mantener a la persona alejada de la maquinaria- se acercará a la realidad para el rectificado de herramientas.
Como mínimo, según Boland, todo el proceso de producción estará conectado digitalmente, "desde la recepción de la materia prima, pasando por el paletizado, el grabado láser y la preparación de las piezas en blanco... hasta el rectificado de herramientas y cuchillas, la preparación de bordes, el recubrimiento y el envío de los productos acabados.” Así, por ejemplo, cuando un trabajo concreto pase de la preparación del diámetro exterior a las rectificadoras de 5 ejes, las máquinas activarán automáticamente al programa correcto para terminar de rectificar las herramientas. Todo estará también vinculado al sistema ERP y MES de la empresa, lo que proporcionará "un análisis de datos muy bueno, para ayudar a tomar las decisiones correctas y mejorar los procesos.”
Ya es un hecho que procesos individuales como el rectificado de diámetro exterior o el acabado por flujo
suelen estar altamente automatizados una vez que se ponen en marcha. Por lo tanto, lo que diferenciará a las empresas prósperas, según Boland, es el grado en que se hayan automatizado esos procesos y el grado en que también se haya automatizado la transferencia de material entre estaciones.
“En un taller pequeño o mediano, probablemente habrá una persona que mueva y escanee físicamente, digamos, una paleta desde la máquina de diámetro externo hasta la máquina de cinco ejes. Pero digitalmente, la máquina de cinco ejes recibe un archivo que dice que está recibiendo estos espacios en blanco, y todo está vinculado con el sistema ERP. Lo mismo sucedería si subcontrataran el recubrimiento. Digitalmente, están enviando esa información al recubridor, pero alguien está moviendo manualmente las herramientas desde los cinco ejes hasta el departamento de envíos. Mientras que en un taller grande, un carro robotizado haría los movimientos físicos.” Ese es el caso de los Sistemas de Fabricación Integrados (AIMS) de ANCA.
MEJORA DE CONFIGURACIONES Y CALIDAD
Cuanta más automatización logre un taller, dice Boland, más consistente será su calidad de producción y
más podrán concentrarse sus trabajadores en resolver problemas aislados y mejorar todo el proceso, con la ayuda de la IA. “Invariablemente, habrá herramientas que están fuera de tolerancia. Y alguien tendrá que preguntar: ‘¿Por qué? ¿qué necesitamos modificar? ¿Hay algún problema con uno de los pasos de producción? ¿está mal el programa?’”
Por lo tanto, las empresas competitivas dependerán de un número relativamente pequeño de personas altamente capacitadas para resolver problemas, que a su vez dependerán del tipo de capacitación avanzada disponible en la Academia ANCA.
Director general de ANCA CNC Machines
LAS TOLERANCIAS SE ESTÁN VOLVIENDO CADA VEZ MÁS RIGUROSAS. LOGRAR PRECISIONES MICROMÉTRICAS E INCLUSO SUBMICROMÉTRICAS SERÁ CRUCIAL PARA APROVECHAR NUMEROSAS APLICACIONES FUTURAS".
Boland también prevé que el personal cualificado seguirá desempeñando un papel importante en la configuración de las máquinas, aunque también se avecinan cambios en este ámbito. “Por ejemplo, la tecnología como las lunetas tendrán sensores y la capacidad de realizar ajustes automáticos.”
La compensación automática para corregir errores detectados durante el proceso ya es una realidad y esta capacidad seguirá mejorando, añade Boland. Por ejemplo, con la tecnología actual, si la máquina carga un blanco torcido, la sonda detecta el error y el problema de rectificado se ajusta automáticamente para producir una herramienta satisfactoria. Pero, “aún es necesario comprobar manualmente la primera pieza, especialmente si se trata de un nuevo tipo de herramienta. Después de eso, el sistema puede hacerse car-
Edmund Boland
go. ‘La primera herramienta correcta’ ya es nuestro gran mantra. Deberíamos poder medir la primera herramienta y, si está mal, poder compensarla.”
Un factor que contribuye es la capacidad cada vez mayor de los dispositivos de medición internos. Boland observa que sus láseres de nueva generación pueden medir la presencia de vaho refrigerante e incluso algo de petróleo residual en la propia herramienta. Los sistemas de visión aún requieren colocación y extracción manual después de su uso, pero “eso cambiará. Los sistemas de cámaras requieren una mejor ventilación que los láseres, pero existen soluciones. Un robot puede eliminar los residuos del entorno dentro de la máquina inmediatamente después de rectificarlos. O podría utilizar un robot para llevar la cámara a la máquina desde una ubicación externa.”
Al mismo tiempo, crecerá la lista de características que pueden medirse internamente y compensarse automáticamente. Hoy en día son cosas “como diámetro exterior, perfil de herramienta y profundidad de la ranura. En poco tiempo podremos hacer más. Las roscas de una fresa o un macho de roscar, por ejemplo. Una K-land O el corte. Siempre que pueda medirse dentro del sistema, puede compensarse.”
Boland no cree que vayamos a eliminar la necesidad de máquinas de medición autónomas como la ZOLLER Genius, especialmente cuando se trata de medir características complejas. Pero prevé mejoras en la interacción entre estos sistemas y las rectificadoras de herramientas.
didas para fresadoras y taladros de extremo más simples. Pero a medida que instalamos AIMS en toda nuestra base de clientes, también trabajamos con estos clientes para ampliar la gama de mediciones que podemos compensar. Nos estamos metiendo en herramientas de perfil bastante complejas y fresas complejas, por ejemplo.”
TOLERANCIAS SUBMICRÓNICAS
No es ningún secreto que las tolerancias son cada vez más estrictas. Boland afirma que alcanzar niveles de precisión micrométrica, e incluso submicrométrica, será la clave para captar muchas aplicaciones futuras. La demanda de tal precisión "crecerá, debido a las ventajas de estas herramientas de corte. Ya sea el acabado superficial de la pieza que se mecaniza, la vida útil de la herramienta u otros factores. Eliminar todas las pequeñas imprecisiones de la herramienta de corte eleva su rendimiento de forma significativa.”
La clave, explica, en el establecimiento de protocolos de medición estandarizados para características geométricas específicas.
“Hasta que se creen estos protocolos de medición, ningún rectificador de herramientas puede compensar una desviación medida. Por el momento, ANCA tiene disponible un conjunto estándar de me-
Esta es también la razón por la que el mercado se está moviendo más hacia herramientas redondas sólidas que hacia cortadores indexables. “Los clientes quieren la rigidez de una herramienta redonda sólida y las ventajas de poder empujar la herramienta y al mismo tiempo lograr un excelente acabado superficial, informa ” Boland. "Eliminar las vibraciones va a ser absolutamente fundamental. Ya no se podrá colocar un extractor de vaho directamente debajo del tejadillo. La unidad de aire acondicionado dentro de una máquina herramienta va a ser muy importante. Porque si vibra, causará problemas". Así pues, un sistema central de refrigeración y un sistema central de extracción de vaho se convierten en requisitos imprescindibles.
Aunque Boland prevé una demanda creciente de herramientas cada vez más precisas, también cree que seguirá habiendo demanda de herramientas de menor costo. Esto, sumado al costo inherente y a la dificultad de cumplir las tolerancias más estrictas, limitará la adopción de las mejoras que acabamos de comentar.
TENDECIAS DE MATERIALES
El metal duro sigue siendo el material dominante en las herramientas de corte, pero el uso del PCD está creciendo más rápidamente, según Boland. Así, el PCD podría alcanzar el 30% del mercado en unos 10 años. La cerámica también está despertando más interés, pero sigue siendo una parte pequeña.
Asimismo, aumentará la necesidad de tecnologías de eliminación de materiales distintas al rectificado. El alambre y la electroerosión rotativa son ahora predominantes
Foto cortesía: ANCA CNC Machines
TECNOLOGÍA
para la PCD, pero la ablación con láser merece ser observada, dice Boland. “Definitivamente es una tecnología emergente. Los clientes de las primeras máquinas las utilizan no sólo para PCD, sino también para carburo. En particular, las microherramientas se consideran ahora un potencial para la ablación por láser, y los fabricantes de herramientas están obteniendo resultados interesantes.
"En términos de PCD, la ablación por láser tiene definitivamente sus ventajas sobre la erosión. No necesita refrigerante ni electrodos de cobre consumibles". Así que, aunque las máquinas sigan siendo un 40-50% más caras que la tecnología de la competencia, con el tiempo pueden ahorrar dinero gracias a los menores costos de los consumibles. La ablación por láser también permite producir formas que no pueden crearse con la erosión, incluyendo las características superficiales. En cambio, no tiene sentido para estriar herramientas de mayor diámetro. Por tanto, Boland no está seguro de que la ablación por láser vaya a ser a corto plazo algo más que una solución de nicho.
SE PREVÉ UNA CRECIENTE DEMANDA DE HERRAMIENTAS PRECISAS, PERO TAMBIÉN SE MANTENDRÁ LA NECESIDAD DE OPCIONES ECONÓMICAS. ESTA COMBINACIÓN LIMITARÁ LA ADOPCIÓN GENERALIZADA DE MEJORAS EN PRECISIÓN".
Del mismo modo, no es probable que el mecanizado aditivo sustituya a más de unas pocas aplicaciones de arranque de material en la industria. Y su aplicabilidad a la producción de herramientas de corte parece limitada. "No creo que sea lo bastante eficaz en diez años. Pero podría servir para fabricar herramientas especiales, con canales de refrigeración internos imposibles de otro modo y ese tipo de cosas. También podría servir para crear herramientas de corte grandes y caras. Pero incluso si despega, no creo que sea lo bastante preciso como para eliminar la necesidad del rectificado de acabado.”
OTRAS CONSIDERACIONES DEL MERCADO
Dadas las eficiencias de producción que prevé Boland,
se podría esperar que el rectificado muriera. Pero las soluciones de automatización antes mencionadas no sólo se aplicarán al rectificado, sino que Boland supone que la sostenibilidad seguirá haciendo de él un negocio viable.
Al mismo tiempo, la mayor eficiencia lograda por los fabricantes de herramientas con visión de futuro creará expectativas en el mercado de plazos de entrega más rápidos, incluso para pequeñas cantidades de herramientas especiales. En palabras de Boland, "la capacidad de producir fácilmente herramientas especiales optimizadas para un trabajo específico es lo que será importante para nuestros clientes.”
Como era de esperar, la transición a los vehículos eléctricos está reduciendo la demanda de herramientas de corte en el sector automotriz hasta en un 50%. Esto varía en todo el mundo, y Estados Unidos está rezagado en la adopción de vehículos eléctricos. También hay “aplicaciones en crecimiento fuera del área de vehículos eléctricos que podrían ser compensatorias, afirma ” Boland, aunque el impacto total de los vehículos eléctricos será innegablemente grande.
"Y luego está la cuestión de dónde aterrizará la tecnología. Pero se trata más de un debate filosófico que factual. ¿Tomará el relevo el hidrógeno? ¿Regresará el combustible ultralimpio y dará una nueva vida al motor de combustión? ¿Quién sabe?
CAMBIOS EN EL SERVICIO Y LA ASISTENCIA
Boland predice que la IA "será un enorme mecanismo de mejora de la productividad en el futuro,” en parte porque contribuye a advertir con precisión y antelación de los fallos de los componentes. Incluso puede pedir automáticamente la pieza de recambio. De este modo, el mantenimiento preventivo se convierte en selectivo y eficaz, al tiempo que garantiza un tiempo de actividad casi ininterrumpido.
Por el contrario, Boland señala que la automatización multimáquina hace que cualquier tiempo de inactividad sea intolerable. “Los clientes pueden vivir sin una sola máquina durante uno o dos días. Pero si un sistema totalmente automatizado no funciona en un par de horas, eso es un gran problema. Por lo tanto, será importante poder responder rápidamente y las 24 horas del día. Habrá diferentes tecnologías para permitir que.” Esto incluye diagnóstico remoto y predictivo, “para reducir la necesidad de tener una persona de servicio en el sitio.”
Sea lo que sea lo que nos depare el futuro, seguro que será interesante. Y si Boland se equivoca en algo, siempre puede contar con su perro. MMI
¿PODRÁ COLOMBIA CONSOLIDARSE COMO UN ACTOR CLAVE EN LA
ESCENA INTERNACIONAL?
El país acelera su marcha hacia la tecnificación industrial. Con la industria metalmecánica en pleno crecimiento, enfrenta el reto de innovar y competir globalmente.
Por: Paola Castellanos, periodista de Metalmecánica
En Colombia, la industria metalmecánica ha experimentado un notable crecimiento en los últimos años, evidenciado tanto en los ámbitos de fabricación y producción, como en el aumento de las exportaciones. Los segmentos más dinámicos dentro de este sector incluyen la metalmecánica aplicada a la industria naval, el metal destinado al sector agropecuario, los materiales metálicos para la construcción, así como la producción de autopartes y componentes para la industria aeroespacial.
PROYECTOS Y POLÍTICAS QUE PROMUEVEN LA INDUSTRIA
En el país se ha implementado una política de reindustrialización, la cual define estrategias clave orientadas a fomentar el crecimiento económico nacional, enfocándose en sectores que, a pesar de su considerable potencial en el país, han sido subestimados.
Dentro de esta política de reindustrialización, también se encuentran varias iniciativas públicas y privadas que buscan estabilizar y potencializar el sector. Tal es el caso de los centros de reindustrialización Zasca me-
talmecánico, estos centros buscan integrar a MiPymes o unidades productivas del sector metalmecánico, que cuenten con al menos 12 meses de operación y dispongan de la infraestructura necesaria para su actividad productiva.
La función de los centros Zasca es:
Proporcionar asistencia técnica integral y apoyo que impulse la productividad.
Crear un entorno propicio para explorar nuevos proveedores potenciales.
Fortalecer relaciones comerciales directas.
De igual manera, el programa Colombia Productiva, en colaboración con el Ministerio de Industria y Turismo, busca promover la competitividad en la industria mediante convocatorias y proyectos que optimicen la eficiencia de los procesos productivos.
¿QUÉ APORTA CADA REGIÓN A LA INDUSTRIA METALMECÁNICA?
En Colombia, diferentes regiones se destacan por su producción y exportación de productos que impulsan la economía del país. Entre ellas, Bogotá, Antioquia y Cundinamarca ocupan los primeros lugares, ya que en estas áreas se concentran importantes empresas del sector metalmecánico. La localización estratégica y la infraestructura robusta de estas áreas permiten que se posicionen como líderes en la generación de empleo y en la atracción de inversiones extranjeras.
Jenny Milena Villada Vásquez, líder del Clúster Metalmecánico de Manizales y Caldas, compartió que según el registro mercantil de la Cámara de comercio de Manizales en 2024, para el sector se identificaron 699 empresas, cerca de 690,000 USD en ventas y 8.964 empleos. Adicionalmente reitera que en los últimos años Caldas se ha mantenido consistentemente entre los diez principales departamentos en exportación de productos metalmecánicos, ocupando regularmente el octavo lugar en el ranking.
VALOR (USD MILLONES) DE LAS EXPORTACIONES DE METALMECÁNICA E INDUSTRIAS RELACIONADAS, SEGÚN PRINCIPALES DEPARTAMENTOS Y TASA DE CRECOMIENTO (%) 2023
Antioquia
Cundinamarca
Valle del Cauca
Atlántico Bolivar
Risaralda
Santander
Caldas
La Guajira
Datos de LegisComex y Cluster Development, revelan que Atlántico y Valle del Cauca son otros grandes exportadores. En Atlántico, se producen puertas, ventanas y sus marcos, bastidores y umbrales de aluminio, pertenecientes al sector de materiales de construcción. Estas exportaciones alcanzaron un valor de 491,8 millones de dólares en 2023, representando el 34 % del total en esta categoría. Por su parte, en el Valle del Cauca se fabrican acumuladores eléctricos de plomo, utilizados para el arranque de motores de combustión interna, un componente esencial en el sector de autopartes. Las exportaciones de estos productos sumaron 153,9 millones de dólares, lo que equivale al 11 % del total.
Antioquia también tiene una fuerte presencia en las exportaciones, especialmente con la fabricación de combinaciones de refrigerador y congelador, que pertenecen a la categoría de artículos de hogar, oficina, hoteles e industrial, y que generan 134,3 millones de dólares en exportaciones, representando el 9 % del total. También sobresale en la exportación construcciones de hierro o acero, excluyendo las prefabricadas, con un valor de 25,9 millones de dólares, lo que representa el 2 % del total en materiales de construcción. Dentro de los productos de exportación se encuentran, puntas, clavos, chinchetas y otros artículos similares de hierro o acero, con un valor de 15,9 millones de dólares, equivalente al 1 % del total.
En Risaralda, se fabrican vehículos automóviles de gran capacidad para el transporte de pasajeros, con motores de émbolo o pistón de encendido por compresión, cuyas exportaciones alcanzan los 20,2 millones de dólares, equivalentes al 1 % del total en la categoría de vehículos y otros medios de transporte, manifestó Villada.
De acuerdo con LegisComex y Cluster Development, en
Bolívar se producen codos, curvas y manguitos roscados de fundición de hierro o acero, que pertenecen al sector metalmecánico, con un valor de exportación de 76,3 millones de dólares, equivalentes al 5% de las exportaciones. Mientras Caldas se destaca por la producción de machetes de metales comunes, un producto de la categoría metalmecánica que alcanza exportaciones por 27,7 millones de dólares, un 2% del total.
Cundinamarca es el departamento que contiene a la ciudad capital Bogotá, en ese sentido, Cundinamarca se especializa en manufacturas de hierro o acero, que forman parte de la metalmecánica, con exportaciones valoradas en 16,1 millones de dólares, representando el 1% del total, declaró Villada Vásquez.
Finalmente, en Santander, se producen aparatos para filtrar lubricantes o carburantes en motores, un componente clave en el sector de autopartes, con exportaciones que suman 14,3 millones de dólares, lo que representa el 1% del total en esta categoría. Estas regiones muestran la diversidad y especialización de la producción industrial en Colombia, contribuyendo significativamente a la economía nacional a través de sus exportaciones.
VALOR (USD MILLONES) DE LAS EXPORTACIONES DE METALMECÁNICA E INDUSTRIAS RELACIONADAS,
Ahora bien, el número de personas que optan por estudiar estas carreras y dedicarse a estos oficios ha disminuido considerablemente. Esta tendencia ha contribuido a ampliar las brechas de capital humano, afectando a todos los sectores, incluido el metalmecánico, manifestó.
Para Villada la realidad respecto del capital humano es inquietante, dado que cada vez son más amplias y notables las brechas. Por ejemplo, en el ámbito de la soldadura, se observan carencias considerables debido a la creciente demanda, exacerbada por el hecho de que muchos soldadores están emigrando hacia otros países.
TRANSICIÓN HACIA UN MODELO DE ALTO VALOR AGREGADO
El acceso a nuevos mercados representa un desafío considerable, ya que implica una serie de factores subyacentes que requieren un trabajo continuo para lograr una entrada exitosa en los mercados emergentes.
Aunque existen múltiples iniciativas y programas orientados a mejorar la inversión y la tecnificación, es necesario aclarar que en Colombia la industria metalmecánica carece de innovación y maquinaria sofisticada. En su mayoría, esta industria depende de pequeñas empresas o microempresas, por lo que el verdadero desafío radica en encontrar la manera de llevar estas pequeñas empresas a escenarios más competitivos.
Según Villada, la industria tradicional enfrenta el desafío de evolucionar hacia un modelo que ofrezca más valor y sofisticación, con retos clave como:
Autopartes
Artículos de hogar, oficina, hoteles e industrial
Instrumentos y aparatos
Vehículos y otros medios de transporte
Fuente: LegisComex - elaboración Cluster Development
TALENTO
HUMANO E INTERNACIONALIZACIÓN,
PROBLEMAS URGENTES
En un contexto global, donde la tecnología avanza de manera acelerada, es crucial abordar el tema de la reconversión tecnológica; por lo anterior es imperativo iniciar esfuerzos enfocados en la implementación de nuevas tecnologías para mantener la competitividad y aprovechar las oportunidades que estos avances ofrecen.
Calidad: Mantener altos estándares en productos y procesos.
Certificación: Asegurar el cumplimiento de normativas y estándares internacionales.
Gestión de materiales: Optimizar la selección y aplicación de materiales para mejorar la eficiencia y la sostenibilidad.
Automatización y transformación digital: Implementar nuevas tecnologías para modernizar operaciones y mejorar la productividad.
Relevo generacional: garantizar la continuidad.
En un entorno competitivo y tecnológico, la FIB Feria Internacional Industrial de Bogotá, del 23 al 27 de septiembre en Corferias, es clave para la industria al ofrecer una plataforma para conocer y explorar maquinaria, equipos y herramientas de tecnología avanzada de la I4.0.; convirtiendose en una oportunidad para despertar interés, evaluar opciones y avanzar en la tecnificación del sector. MMI
