CONTENIDO
META LM ECÁ NICA
Cortesía: Schuler
HISTORIAS EN METAL
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La industria metalmecánica está sufriendo una transformación Hay empresas en el país que están desarrollando soluciones innovadoras que no hubiesen sido posibles en otro momento
Cortesía: Sandvik
PORTADA
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Multiplique su productividad eligiendo el recubrimiento correcto Este artículo resume las principales técnicas para fabricar los recubrimientos y que usted escoga la herramienta correcta para su aplicación.
KNOW HOW
Producción eficiente de componentes para motores de vehículos eléctricos Cómo se reinventan las líneas de fabricación para componentes complejos y ligeros.
Cortesía: EMAG
OPERACIÓN Y GESTIÓN
Una cotización rápida y exacta puede ser la diferencia para el éxito
La tendencia hacia la digitalización de la producción implica el uso y análisis de datos. El costeo de los trabajos hace parte de este movimiento.
Cortesía: Junker Zema
ZOOM
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Rectificado de cigüeñales simple y preciso
Rectificado de bridas y muñones con una rectificadora externa de alta productividad MANUFACTURA AVANZADA
El láser como herramienta de torneado y rectificado
Metalmecánica Internacional, (ISSN 0124-3969) Impresa en Colombia, se publica seis veces al año en febrero, abril, junio, agosto, octubre y diciembre, por B2B Portales, Inc., con oficinas en 6355NW 36 Street, Suite 302 Miami, FL. 33166 – USA. Publicación editada en Bogotá, D.C., Colombia, Cll 73 No. 10-83 Torre C Piso 4. Actualice su dirección en www.metalmecanica.com/suscripciones
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EDITORIAL
PREPÁRESE PARA EL CAMBIO
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Vol. 25 Edición No 6 - Diciembre 2020 / Enero 2021 ISSN 0124-3969
inminente en la industria automotriz
__________________________________________________________________________________________________________________________________ OFICINA PRINCIPAL 6355 NW 36 Street Suite 302 Virginia Gardens, FL. 33166-7027 - USA EDICIÓN DE LA PUBLICACIÓN Calle 73 # 10-83 Torre C Piso 4 - Bogotá, Colombia __________________________________________________________________________________________________________________________________ DIRECTOR DE CONTENIDO Dr.-Ing. Miguel Garzón • miguel.garzon@b2baxioma.com COLABORAN EN ESTA EDICIÓN Equipo editorial MMI CONSEJO EDITORIAL Instituto Queretano de Herramentales y Clúster de Plásticos de Querétaro INFORMACIÓN PUBLICITARIA www.metalmecanica.com/media-kit __________________________________________________________________________________________________________________________________
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Dr.-Ing. Miguel Garzón Editor Revista Metalmecánica miguel.garzon@b2baxioma.com
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irmas consultoras como Deloitte calculan que ya para el año 2022 el costo de pertenencia de un vehículo eléctrico de baterías se pondrá a par con el de un vehículo de combustión interna. Este será el detonante que termine de girar la balanza hacia la masificación de los autos, ya no solo de pasajeros, impulsados con motorización eléctrica. Según una reciente conferencia de prensa del grupo Sandvik Coromant, para el 2026 se espera incluso que de un posible mercado mundial de cerca de 100 millones de vehículos, cerca de 11 millones sean totalmente eléctricos, pero más impactante aún, 28 millones tendrán capacidad mild hybrid y otros 11.7 millones serán híbridos completos o de enchufar. Es decir, el crecimiento en mercado de vehículos que tengan algún tipo de ayuda eléctrica motriz será muy grande. Más allá, el resto de vehículos que aún serán impulsados completamente por combustión interna continuarán con su proceso de reducción de consumo de combustible, trabajando fuertemente en aligeramiento de sus estructuras y aumento de la eficiencia de conversión energética. Una pieza que se hace hoy, mañana puede que deba cambiarse. Un proceso que está cuidadosamente coordinado para trabajar con ciertas herramientas y parámetros, puede que deba cambiarse rápidamente. Y cada vez llegan nuevos proveedores globales. Específicamente para los talleres metalmecánicos vemos dos grandes tendencias hacia las cuales hay que prepararse. La primera, el mecanizado y formado óptimo de piezas de aluminio. La segunda, el aumento de productividad en el mecanizado y ensamble de piezas en aceros de alta resistencia.
¿Todo esto qué significa para los productores de autopartes? Los proveedores Tier 1 y de ahí para abajo que no reaccionen al cambio que se viene con la movilidad eléctrica pueden quedar relegados.
__________________________________ PRODUCCIÓN __________________________________ JEFE DE DISEÑO Paola Andrea Niño • paola.nino@b2baxioma.com DISEÑO Estefanía Chacón • Paola Andrea Niño Daniela Jiménez COORDINADOR DE FOTOGRAFÍA Alexander Sánchez • alexander.sanchez@b2baxioma.com FOTO DE PORTADA Recubrimientos de herramientas de corte para piezas automotrices. Autor: Sandvik Coromant PROTECCIÓN DE DATOS / POLÍTICA DE PRIVACIDAD protecciondatos@axiomab2b.com CONSEJO DIRECTIVO Marcelino Arango • Jaime Maldonado BANCO DE IMÁGENES: Shutterstock PRODUCCIÓN E IMPRESIÓN: Quad/ México
COPYRIGHT © Axioma Group S.A.S. Queda prohibida la reproducción total o parcial de los materiales aquí publicados. El editor no se hace responsable por daños o perjuicios originados en el contenido de anuncios publicitarios incluidos en esta revista. Las opiniones expresadas en los artículos reflejan exclusivamente el punto de vista de sus autores.
M E TA L M ECÁ N I CA
Aquí hay gran potencial también para nuevos proveedores Tier 2 y Tier 3 que se unan a la cadena de suministro de autopartes en México. Especialmente para reducir peso, muchos de los componentes de los carros eléctricos e híbridos están migrando a aleaciones de aluminio. En perspectiva, un auto de pasajeros mediano contiene 160 kg en componentes de aluminio. Carcasas, para motores, baterías y cajas de cambios ligeras y bien diseñadas serán cruciales para los carros híbridos y puramente eléctricos. Herramientas de corte, al igual que procesos de prensado y formado de última generación serán claves para cumplir las expectativas de los OEM. El acero seguirá siendo el material de escogencia para ejes, piñones, bridas y demás piezas de transmisión de potencia. Para incrementar la productividad y bajar costos es importante subir la cantidad de piezas que se pueden hacer por inserto, reducir ciclos y paradas inesperadas. Es por esto que nuestro artículo de portada en esta edición está dedicado a la escogencia de recubrimientos especiales para herramientas de corte, sumado a un interesante informe que detalla una línea de producción completa para ejes aligerados en acero. Espero disfruten esta edición dedicada a la manufactura de autopartes y esperamos recibir sus comentarios en nuestro portal metalmecanica.com. MM
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ACTUALIDAD INDUSTRIAL
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La planta de ensamble y estampado de Cuautitlán Izcalli, de Ford, inició la producción del Mustang Mach-E 2021.
para la estructura final de Mustang Mach-E se encuentran nuevos sistemas de estampado. Prensas de entre 1,000 y 2,500 T. Los troqueles necesarios pesan entre 20 y 40 T, para lo que se cuenta con una grúa tipo gripper y dos de gancho capaces de levantar hasta 50 T. El ensamble de la carrocería está automatizado con 190 robots. Se cuenta con una nueva línea de baterías de alto voltaje con un 75 % de procesos automáticos.Inicialmente, la planta dispone de 247 personas por cada turno de 7 horas para producir 20 vehículos por hora. MM
FORD INICIA PRODUCCIÓN DE VEHÍCULO
eléctrico en México
La planta de Cuautitlán Izcalli requirió cambios para adaptar la estructura productiva al nuevo modelo.
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ord anunció el arranque de producción del Mustang Mach-E 2021 en la planta de ensamble y estampado de Cuautitlán Izcalli (CSAP), en el Estado de México, la primera SUV eléctrica de la marca fabricada en México para el mundo. En la planta de Cuautitlán Izcalli, donde se produjo el Ford Fiesta del año 2010 al 2019, se llevó a cabo un proceso de adaptación de las instalaciones para integrar las nuevas tecnologías, así como cumplir con todos los requisitos para tener el equipamiento completo. Alfredo del Mazo Maza, gobernador del Estado de México y Héctor Pérez, CEO de Ford de México se reunieron este último 4 de noviembre en la planta de Ford en Cuautitlán para el arranque del ensamble de su primer modelo completamente eléctrico. “México es el país perfecto para liderar esta transformación. Gracias a la capacidad y experiencia que los mexicanos han demostrado en el diseño, ingeniería y manufactura de los productos de la marca, hemos sido seleccionados para revolucionar la historia de Ford con la primera SUV eléctrica de la marca”, mencionó Héctor Pérez, CEO de Ford de México. Entre las actualizaciones que se realizaron al proceso de manufactura
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ACTUALIDAD INDUSTRIAL
M E TA L M ECÁ N ICA
UN FINAL DE AÑO CON RECUPERACIÓN para exportación de autopartes
Exportación a Estados Unidos
Gracias a buena demanda en Estados Unidos, la INA pronostica un final de año mejor de lo esperado.
2020:
A
l comienzo de la reapertura de la producción de autopartes en México en el mes de Junio la Industria Nacional de Autopartes (INA) predecía que la caída en producción con respecto al 2019 sería del 32%. Hoy “con los datos acumulados a Octubre de 2020, se pronostica que esta caída llegue al 20%, que prácticamente es el agujero que dejó el cierre de la manufactura”, dijo Óscar Albin, presidente ejecutivo de la INA. “Incluso, se pronostica que a nivel de ventas de autopartes, se tenga un mejor mes de diciembre de 2020, que lo que se tuvo en 2019”, complementó el directivo durante la conferencia conjunta realizada por la AMDAAMIA-INA de manera mensual, para reportar las cifras de ventas de vehículos y autopartes nuevas. Respecto al tema, aclaró sin embargo Fausto Cuevas, director general de la AMIA (Asociación Mexicana de la Industria Automotriz) que se necesitarán al menos dos años para recuperar los niveles de producción previos a la pandemia. En términos de empleo según el INEGI, “tenemos a este momento una caída del 5% con respecto la 2019. Y veni-
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2019:
89% de lo producido
86% de lo producido
71% de la exportación son camiones ligeros (SUVs y Pick-ups) Fuente: AMIA, INEGI
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mos pronosticando que para el 2021 estaremos en los niveles de ocupación del 2019 con 864,000 empleados en la industria de autopartes”, reportó en ingeniero Albín. POR QUÉ ESTÁN MEJORANDO LAS CIFRAS Según Albin, “nuestra recuperación está basada en la recuperación de Estados Unidos. La venta de vehículos una vez hubo reapertura regresó a los niveles acostumbrados en ese país. Las marcas están dando incentivos a la compra de autos nuevos. Lo cual nos viene a favorecer en la venta de autopartes”, concluyó. Al respecto, Fausto Cuevas complementó que “mientras el mercado en Estados Unidos mantenga esta tendencia de compra de vehículos, nosotros seguiremos atendiendo esa demanda”. EFECTOS DE UN NUEVO GOBIERNO ESTADOUNIDENSE SOBRE EL MERCADO Para Cuevas, el cambio puede ser positivo pero aún es muy pronto para definir cuál será la postura del nuevo gobierno de Joe Biden con respecto a su relación con la industria automotriz. El representante de la AMIA no espera que lleguen grandes inversiones nuevas de los pocos fabricantes que aún no están en México, dado que la mayoría ya está activo en
ACTUALIDAD INDUSTRIAL
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el país y tiene la base en inversiones para fabricar nuevos modelos. “Tenemos una expectativa de crecimiento gradual. No hay una cifra específica, pero se cree que la tendencia al crecimiento de los meses posteriores a la pandemia se mantendrá. Lo que estamos buscando es no perder participación en el mercado de Estados Unidos. Nuestra participación sigue oscilando entre el 14 y el 16%. Pensamos que esto es positivo y se mantendrá hacia los próximos meses”, concluyó Cuevas. Al respecto, Oscal Albin agregó que “La capacidad instalada en México para la fabricación de vehículos es de 5.2 millones de unidades y en nuestro mejor año producimos 4. Entonces todavía tenemos capacidad para que el mercado crezca y las armadoras también tienen espacio para responder”. Y sumó: “Lo más favorable es que tengamos una reconversión en los modelos que fabrican las plantas actualmente, hacia lo que más consume el pueblo
estadounidense, que son pick-ups y SUVs. Ya lo vimos con Ford, que cancela el Fusion y mete una SUV”, refiriéndose a la producción de la Mustang eléctrica en la planta de Cuautitlán Izcalli.
Oscar Albin Presidente ejecutivo de la Industria Nacional de Autopartes.
Fausto Cuevas Director general de la AMIA (Asociación Mexicana de la Industria Automotriz)
¿TENDRÁ MÉXICO LA CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS SI AUMENTA LA DEMANDA? Los directivos de la industria automotriz mexicana no ven problema en que el país se adapte para la fabricación de vehículos eléctricos y sus autopartes, llegado el caso de que haya un aumento de la demanda. Para Cuevas “el destino de las instalaciones productivas en los diferentes países es una decisión corporativa. Si la decisión de alguna de las marcas es cambiar la vocación de alguna de sus plantas hacia la producción de vehículos eléctricos, es una decisión de quien está invirtiendo y de quien define su propia estrategia para competir”. Según Albin, “el 80% del vehículo, entre uno eléctrico y uno de combustión interna es exáctamente el mismo y se requieren las mismas autopartes: asientos, volantes, ventanas, etc.”, y comentó: “¿Podemos fabricar motores eléctricos? Desde luego. Es incluso más sencillo que fabricar motores de combustión. Hay otros componentes que cambian en un auto eléctrico, como los sistemas de arneses eléctricos. Pero el proceso en general se mantiene. No le veo mayor problema”. MM
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KNOW HOW
ESPECIAL AUTOPARTES
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PRODUCCIÓN EFICIENTE DE COMPONENTES
para motores de vehículos eléctricos
OP 50 MIND 750 Temple
Cómo se reinventan las líneas de fabricación para componentes complejos y ligeros.
OP 60 2 x VT 4 Torneado duro externo
U
n gran número de estudios predicen un rápido crecimiento de la electromovilidad. Las últimas cifras de ventas confirman la tendencia: según el Center of Automotive Management, las ventas de coches eléctricos en China y EE. UU aumentaron fuertemente durante los últimos 5 años. Los vehículos eléctricos (VE) se proyectan para igualar las ventas de vehículos motorizados por combustión interna (ICE) para 2030, y superarlos en 2040. Para satisfacer este aumento de la demanda y seguir siendo competitivo en un mercado cambiante, los fabricantes de automóviles tendrá que aumentar su capacidad para fabricar VE a gran volumen. La ingeniería mecánica tiene un papel central que desempeñar en este desarrollo: debe desarrollar tecnologías de producción que permitan la fabricación segura y precisa de los componentes clave del accionamiento eléctrico, en cantidades mucho mayores que antes. Uno de esos componentes es el eje del rotor. Tiene que transmitir el alto par del motor eléctrico de forma precisa y estable. Al mismo tiempo, la combinación de laminaciones de rotor y eje debe ser lo más ligera posible para aumentar la autonomía del coche eléctrico. Entonces, ¿cuál es la forma más eficiente de producir un eje de rotor complejo? En esta ocasión mostramos un ejemplo desarrollado por la firma EMAG, quien ha estado desarrollando una variedad de soluciones para este propósito, adaptadas a la geometría de los componentes y la planificación de la producción y que van desde sistemas de producción totalmente automatizados hasta máquinas individuales específicas del
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OP 40 ELM 250 Ensamble / Soldadura
OP 30 Limpieza
cliente. Un ejemplo de esta línea de producción iba a ser mostrada durante la feria IMTS de este año, y que no tuvo lugar debido a la pandemia. MÁS LIGEROS PARA AHORRAR BATERÍA La construcción liviana ha sido uno de los desafíos centrales en la ingeniería automotriz durante décadas. Se
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OP 10 / OP 20 4 x VL 4 Torneado suave
Parte en bruto
espera que cada componente, desde las ruedas dentadas hasta los ejes de transmisión y las distintas carcasas, sea más ligero y más pequeño para reducir el consumo de combustible. Curiosamente, el tema se está volviendo aún más importante en los autos eléctricos porque menos peso significa cubrir distancias más largas sin recargar. Por esta razón, el
ESPECIAL AUTOPARTES
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zado suave (sobre acero sin templar), el endurecimiento y el mecanizado duro de un eje hueco (y por lo tanto ligero) tienen lugar uno tras otro. “En general, la producción de un componente así es el tipo de desafío perfecto para nuestra empresa”, explica Ulrich Heiermann, director de aplicaciones técnicas de EMAG. “Disponemos de todo el know-how de aplicación necesario, desde torneado, taladrado y fresado hasta endurecimiento y rectificado. También llevamos décadas desarrollando los sistemas de automatización correspondientes. Por otro lado, también ofrecemos soluciones individuales específicas para el cliente para subprocesos básicos como torneado o rectificado. Estas instalaciones de máquinas independientes también pueden ser el punto de partida para una expansión posterior a una línea automática completa. En ambos casos, se utilizan soluciones modulares flexibles", complementó Heiermann.
OP 80 Corte interno de piñones
OP 70 2 x VL 4 Torneado interno de acabado
KNOW HOW
OP 90 VT 4 Torneado externo de ranuras exteriores / rectificado de hombros
EJE ENSAMBLADO CON GRANDES VENTAJAS El eje del rotor "ensamblado" es un excelente ejemplo actual de este enfoque flexible. El sistema de producción de varias etapas combina mecanizado suave, soldadura láser, endurecimiento y mecanizado duro. Además, el eje se ensambla durante el proceso a partir de dos piezas terminales diferentes, un principio básico que se conoce, por ejemplo, de los árboles de levas ensamblados. De esta manera, el procedimiento se puede dividir en subprocesos cortos
Pieza terminada
Diagrama: EMAG
tema de la “autonomía” seguirá siendo uno de los objetivos centrales de desarrollo de la electromovilidad en el futuro previsible. En este contexto, los ejes de motores eléctricos masivos y pesados con núcleos de rotor laminados relativamente grandes no se ajustan a los requisitos. En este caso compartido por EMAG se está demostrando actualmente cómo los ejes de rotor con peso optimizado y, por lo tanto, los motores eléctricos con peso optimizado en general, se pueden producir en serie. Sus especialistas en sistemas de producción han diseñado una línea en la que el mecani-
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KNOW HOW
ESPECIAL AUTOPARTES
y parcialmente paralelos. Además, este enfoque a menudo ofrece a los desarrolladores de componentes una mayor libertad. El acabado de este eje se realiza en el sistema EMAG en ciclos perfectamente sincronizados: en las dos primeras operaciones (OP 10 y OP 20) se mecanizan inicialmente las dos piezas diferentes por dentro y por fuera, creando también la geometría interior hueca. Para esta etapa se utilizan cuatro pick-up EMAG VL 4. Después de un proceso de limpieza (OP 30), las piezas terminales se unen en una máquina EMAG ELC 250 mediante soldadura láser (OP 40), un proceso extremadamente rápido y seguro. La energía concentrada y controlada con precisión del rayo láser permite altas velocidades de soldadura e implica un mínimo de distorsiones en el componente soldado.
Un eje de rotor terminado sale de esta línea aproximadamente cada 45 s. Los tiempos de inactividad no deseados en los que una máquina está parada se reducen al mínimo.
A continuación, los asientos de los rodamientos se templan en cuestión de segundos y con alta precisión en la máquina de templado por inducción MIND 750 de EMAG eldec (OP 50). El mecanizado duro del eje comienza con el torneado exterior en la máquina pick-up EMAG VT 4-4 (OP 60) y el torneado interior en la serie modular VL (OP 70). Las OP 80 y 90 consisten en el corte de engranajes del eje y el acabado de varios hombros en el exterior. El acabado con tolerancias estrechas y altas exigencias en la calidad de la superficie es proporcionado por el proceso de rectificado final en una rectificadora de eje vertical de la serie VTC (OP 100).
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Procesos de mecanizado: Eje automotriz aligerado
Los fabricantes de automóviles globales están bajo presión para reducir costos ya que financian la mayor transformación de la industria automotriz en décadas.
Volkswagen tiene comprometido
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EN BRUTO
OP 10 / OP 20 Torneado suave
mil millones USD para el desarrollo de electricidad y vehículos conectados hasta 2023 (Rauwald, 2019). Esta inversión incluye la remodelación completa de varias instalaciones de fabricación para producir nuevos vehículos (Rauwald, 2019). Otras empresas, aunque menos agresivo que VW, están siguiendo su ejemplo.
OP 30 / OP 40
OP 50
Limpieza / Ensamble / Soldadura láser
Temple
OP 60 / OP 70
OP 80 / OP 90/ OP 100
Torneado externo duro / Torneado interno de acabado
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Corte interno de piñones / Torneado exterior de acabado + Ranuras / Rectificado de hombros
ESPECIAL AUTOPARTES
KNOW HOW
OP100: Una rectificadora de eje vertical serie VTC proporciona el acabado del eje “ensamblado”. Cortesía: EMAG
Para este momento el eje está listo para unirse con las correspondientes laminaciones. La tecnología de automatización EMAG, que asegura el transporte entre las máquinas, se adapta a los requisitos del cliente. Por ejemplo, se pueden utilizar pórticos de línea, celdas de apilado, cintas transportadoras de acumulación o el sistema TrackMotion patentado por la firma alemana. En cualquier caso, el sistema se beneficia de la estandarización de todas las máquinas y sus interfaces optimizadas. Además, la tecnología de recogida instalada en el sistema garantiza la velocidad en el flujo del proceso: el eje (o sus dos componentes separados al principio) se transporta dentro y fuera del área de mecanizado por medio de un husillo de pieza de trabajo móvil. El proceso de fresado y torneado vertical se lleva a cabo a altas velocidades de corte con un flujo de viruta optimizado. SOLUCIÓN RÁPIDA MINIMIZANDO TIEMPOS MUERTOS Aproximadamente cada 45 segundos, un eje de rotor terminado sale de esta línea. Los tiempos de inactividad no deseados en los que una máquina está parada se reducen al mínimo. “La calidad de dicho proceso de producción se determina desde la fase inicial de concepto. EMAG aporta aquí toda su experiencia: en las diversas aplicaciones de herramientas, el diseño de máquinas herramienta multifuncionales y su control e interconexión. El objetivo principal es siempre producir componentes óptimos, en el tiempo de ciclo y la calidad que el cliente solicita. En última instancia, el cliente decide si esto se hará en una línea integrada con altos volúmenes anuales o, por ejemplo, con máquinas individuales cargadas manualmente con cantidades más pequeñas y más flexibilidad”, concluye Ulrich Heiermann. MM
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PORTADA
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MULTIPLIQUE SU PRODUCTIVIDAD eligiendo el recubrimiento correcto Por Dr.-Ing. Miguel Garzón
Conocer qué está detrás de los tipos de recubrimiento en las herramientas de corte que se escogen para cada trabajo, es clave para incrementar la productividad en el taller.
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oda persona envuelta en el mundo del mecanizado conoce los pilares de una buena herramienta de corte. Esta debe ser dura para resistir el desgaste y la deformación de los filos de corte. Debe ser tenaz para resistir la rotura del cuerpo ante choques. Con el fin de evitar desgaste, no interactuar químicamente con el material de la pieza de trabajo, al igual que ser químicamente estable para resistir la oxidación y la difusión. Sobre todo en el caso de
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corte interrumpido, como el fresado, las herramientas deben tener muy buena resistencia a los cambios térmicos bruscos. Sin embargo, la tecnología aún no logra generar una herramienta única que solucione absolutamente todos los casos de corte. Por principios físicos de los materiales, se puede tener por un lado gran dureza, como en el caso del diamante o el CBN, por ejemplo, o se tiene muy buena tenacidad para soportar golpes y choques térmicos, como es el caso de los
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aceros de herramienta o algunos tipos de carburos cementados. Con el fin de acercarse a un mejor compromiso de propiedades mecánicas, en las que además de mejorar la remoción de material, se reduzcan tiempos de ciclo y se minimice el material de desecho, los fabricantes de herramientas vienen trabajando fuertemente en el desarrollo de recubrimientos que permitan sumar sus cualidades a los del material base de los insertos de corte y se avance hacia ese mundo ideal de la herramienta de corte “perfecta”.
ESPECIAL AUTOPARTES
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Este artículo busca resumir las principales técnicas que se utilizan para fabricar los recubrimientos con el fin de que usted tenga mayores criterios de escogencia a la hora de definir la herramienta correcta para su aplicación. Es bien sabido que hoy en día, los fabricantes de autopartes, tanto de componentes tradicionales como de movilidad eléctrica, buscan soluciones confiables para satisfacer las demandas del mercado y mantener competitivos sus costos de producción. Esta información le será útil para tomar decisiones informadas en su taller. PVD (DEPOSICIÓN FÍSICA DE VAPOR) El recubrimiento se forma por vapor de metal que se condensa en las superficies de los insertos. El PVD funciona de la misma manera que cuando el aire húmedo se condensa en una superficie fría y forma una capa de hielo al bajar la temperatura. Los recubrimientos PVD se forman a una temperatura mucho más baja que los CVD. En un proceso PVD normal las temperaturas rondan los 500° C. Es decir por debajo de las temperaturas a las cuales se afecta la microestructura de los materiales con los que se fabrican las herramientas. El espesor del revestimiento está en el rango de 2-6 μm dependiendo del área de aplicación de los insertos. Los recubrimientos PVD más comunes en la actualidad son el TiN, Ti (C, N), (Ti, Al) N, (Ti, Al, Cr) N y cada vez más, óxidos no ferrosos.
Las ventajas del recubrimiento PVD
TiAIN
• El PVD proporciona una buena tenacidad en los bordes, por lo general mayor al del CVD. • Los recubrimientos PVD pueden mantener un "afilado" más agudo. • PVD se puede utilizar en puntas soldadas. • PVD se puede utilizar en herramientas de carburo sólido. Ilustración basada en información de Sandvik
CVD (DEPOSICIÓN QUÍMICA DE VAPOR) En un proceso de recubrimiento CVD, la capa es formada por una reacción química de diferentes gases. Temperatura, tiempo, flujo de gas, atmósfera gaseosa, etc., se controlan cuidadosamente para dirigir la deposición de las capas de revestimiento. Dependiendo del tipo de recubrimiento, la temperatura en el reactor puede estar entre 800 y 1100º C. Cuanto más grueso sea el recubrimiento, más largo será el proceso. El recubrimiento CVD más delgado de la actualidad está por debajo de 4 μm y el más grueso está por encima de 20 μm.
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Ventajas del CVD TiN Al2O3 TI (C,N)
• Capacidad para realizar recubrimientos más gruesos. • Capacidad para lograr un espesor uniforme del revestimiento en geometrías complejas. • Muy buena adherencia al sustrato de carburo. • Muy buena resistencia al desgaste. • Posibilidad de realizar recubrimientos de óxidos. Ilustración basada en información de Sandvik
INSERTOS PARA CORTE DE ACERO La mayor variedad de tipos de componentes automotrices probablemente estén en el área ISO P ya que cubre aceros de baja hasta alta aleación. Esto incluye aplicaciones que exigen desde mayor resistencia al desgaste hasta mayor tenacidad. Es decir, en condiciones de operación P01 a P20 aproximadamente, se tienen condiciones de corte continuo como el torneado, pasando desde torneado interno y externo sin vibraciones, hasta torneado en condiciones complejas a velocidades de corte bajas. Subiendo en la escala de P30 en adelante, se encuentran procesos de torneado discontinuo y fresado con condiciones en los que las herramientas sufren “golpes” durante su trabajo y requieren de mayor tenacidad. La siguiente ilustración muestra de manera general cómo se distribuyen las diferentes capas de recubrimiento sobre el sustrato de carburo cementado en el caso de grados de insertos para torneado de acero. En general,
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los recubrimientos más gruesos significan mayor resistencia al desgaste y entre más duro sea el sustrato mayor resistencia a la deformación tiene la herramienta.
Cómo se ven las capas de recubrimiento dependiendo de las aplicaciones Resistencia al desgaste
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ISO P01-P15 ISO P05-P30 ISO P10-P35
Este revestimiento, logrado mediante un proceso CVD, todos los cristales se alinean en la misma dirección, con la parte más fuerte hacia la superficie exterior. De esta manera se crea una barrera de mayor resistencia hacia la zona de corte y la viruta. Esto mejora el desgaste de cráter y la resistencia al desgaste del filo de corte.
Tenacidad
ISO P20-P45
Ilustración basada en información de Sandvik
RECUBRIMIENTOS DE ÚLTIMA GENERACIÓN El fabricante de herramientas de corte Sandvik desarrolló ya la segunda generación de su recubrimiento Inveio, el cual es un avance técnico con el que logran la orientación unidireccional de los cristal de alúmina (Al2O3) en la capa de revestimiento aumentando la resistencia al desgaste y la vida útil de la herramienta.
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Recubrimiento CVD Inveio de alúmina unidireccional. Cortesía: Sandvik
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ESPECIAL AUTOPARTES
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Un efecto importante es que el calor se aleja más rápidamente de la zona de corte, lo que ayuda a que el filo se mantenga en forma durante más tiempo. Igualmente, Sandvik asegura que este recubrimiento soporta mayores presiones de corte a altas temperaturas para cortar más rápido, dado que se endurece a medida que la temperatura sube. Según Osvaldo Pérez, Especialista de Producto de Sandvik Coromant México, la segunda generación de este recubrimiento presenta “mejor alineación de cristales del recubrimiento y mayor uniformidad de los cristales, teniendo prácticamente el mismo tamaño de cristal y alineación, sin espacios que puedan propiciar su desprendimiento”. A lo que complementa, “Al no desprenderse los cristales, tenemos un desgaste más uniforme y predecible, debido a que el desgaste de los cristales va a ser uniforme”. Debido a que este recubrimiento es un CVD, el especialista recomienda su aplicación “en materiales como el acero y la fundición, donde los desgastes son mayores”, asegura Pérez. Estos proveedores aseguran tener múltiples casos de éxito tanto en México como en el resto del mundo, donde se logran incrementos en la vida del 100% en aplicaciones con respecto a insertos de otros orígenes. DLC EN INSERTOS DE CORTE La industria automotriz cada vez tiene aplicaciones más frecuentes en las que el material a mecanizar es el alumi-
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nio. Con este fin, el fabricante Kyocera generó un proceso propio de deposición DLC libre de hidrógeno para mejorar la vida útil de la herramienta. Una de las características más interesantes del DLC (Diamond Like Carbon) es bajar el coeficiente de fricción para evitar el acumulamiento de material en los filos de corte, con su consecuente deterioro de la calidad superficial y aumento del desgaste. Este fabricante ha logrado combinar además, el tener filos de corte de radio muy pequeño (muy afilados) que junto con el recubrimiento previenen también la formación de rebabas, tan comunes en el mecanizado de materiales de alta ductilidad. Este tipo de recubrimientos se puede conseguir en herramientas para torneado, fresado y corte de caras. En casos de aplicación, Kyocera asegura lograr también incrementos de más del doble en la vida útil de las herramientas debido a la reducción en acumulación de material en el borde, con respecto a otros insertos de corte. MM
Inserto de corte con recubrimiento DLC especial para mecanizado de aluminio. Cortesía: Kyocera
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GESTIÓN DE PRODUCCIÓN
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des y troqueles, predecir rápidamente los costos finales de su fabricación es un reto importante.
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UNA COTIZACIÓN RÁPIDA Y EXACTA PUEDE SER
la diferencia para el éxito
La tendencia generalizada hacia la digitalización de la producción metalmecánica implica el uso y análisis de datos mucho más allá de la generación de los planos CAD en 3D o la generación de programas de control numérico para manejar las máquinas. El costeo de los trabajos hace parte de este movimiento. Por Dr.-Ing. Miguel Garzón
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a idea de la digitalización es generar una red entre los productos, máquinas, personas y procesos que use los datos de todo el sistema para aumentar la transparencia y la capacidad utilizada del taller, reduciendo los errores y los desperdicios. Dentro de toda esta cadena, hay un factor fundamental que es el del control de costos y con él, la generación de las cotizaciones requeridas por los clientes antes de iniciar cualquier el primer corte de metal. Para un taller metalmecánico un cálculo de costos exitoso es un prerrequisito importante para su propia capacidad de competir. En el caso de los talleres con grandes producciones en serie, el cálculo de costos, aunque complejo, no presenta un desafío constante, debido a que las máquinas permanecen ocupadas realizando el mismo trabajo la mayoría del tiempo, usando las mismas herramientas y suministros. Básicamente se conocen bien los tiempos y recursos con los que se llevan a cabo los trabajos. Sin embargo, para los talleres que procesan piezas en bajas cantidades, o incluso series de un solo producto, como lo serían los fabricantes de mol-
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3.7 días necesita un taller en promedio para enviar una cotización para un molde o troquel Fuente: Estudio Successful Calculation in Tool Making - WBA Aachen
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MINIMIZAR EL TIEMPO Y EL ESFUERZO NECESARIOS PARA CREAR UNA PROPUESTA Debido a la alta variabilidad de los productos y procesos en muchos talleres metalmecánicos que producen series cortas, el cálculo generalmente se basa en valores obtenidos por experiencia o proyectos de referencia. Esto puede hacer que la calidad y/o la exactitud de la estimación varíen drásticamente. Con el creciente nivel de competencia global, este enfoque clásico se vuelve insuficiente. Según un estudio realizado a más de 1,000 empresas de todo tamaño, productoras de moldes y troqueles por la academia para la fabricación de herramental (WBA) de Aachen, Alemania, un taller necesita 3.7 días en promedio para enviar una cotización después de recibir la solicitud. Los datos muestran también que los talleres que más rápido responden con un cálculo exacto de los costos, tienen tasas más altas de asignación de los trabajos. Un taller con buen sistema de costos establecido tiene una tasa de conversión del 36% de sus cotizaciones a contratos, mientras que el promedio general de los talleres está alrededor de un 15%. Tabulando todas las respuestas del millar de talleres en Alemania, hay una variabilidad de -40 % a +70 % entre el costo cotizado y el valor que realmente se contabiliza una vez se ha terminado el proyecto. El problema con los casos en los que se coloca un precio con un gran margen a favor, a manera de “factor de seguridad”, es que esto puede rápidamente reducir la competitividad global de la empresa. La competencia global es cada vez más fuerte y herramientas digitales de cotización inmediata en el CAD, como Xometry, MFG.com o Fictiv dejan menos espacio a la especulación. PROCESO PARA CALCULAR LOS COSTOS DE UN PRODUCTO La WBA asegura que los procesos de cálculo del costo de un herramental (o para cualquier caso, una serie corta o
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única de productos de alta complejidad) se puede dividir en tres áreas: COTIZACIÓN
1.
El precio de cotización es la parte central de un presupuesto completo y va de la mano de la descripción técnica de la solución, la fecha de entrega y otras condiciones generales o específicas. El requisito para un cálculo realista es el examen y evaluación cuidadoso de la solicitud. En este sentido, incluso antes de identificar el diseño técnico final, los primeros criterios que deben evaluarse son la viabilidad, conveniencia e importancia estratégica. Aquí hay una gran cantidad de conocimiento para evaluar los posibles riesgos de costear un trabajo muy por debajo de los valores reales a causa de tener en cuenta algún requerimiento especial de mecanizado o herramientas no disponibles, diseño de sistemas de agarre especiales, entre otros. En este punto, el
análisis de información de trabajos pasados es fundamental. La diferencia está entre si los datos están en la cabeza de una sola persona u organizados para que más miembros de la organización tengan oportunidad de tomar decisiones.
67 %
CÁLCULO CONTINUO DE COSTOS
2.
de los posibles
clientes
esperan una cotización en menos de 24 horas
Fuente: Estudio 2020 Part buyer expectations report - paperlessPARTS
Después de que el cliente adjudica el contrato y en paralelo al inicio de la producción, el cálculo de costes en curso comienza. Durante la fase de fabricación del producto, las horas de trabajo reales (del personal y máquina) incurridos se contabilizan como gastos y se capturan de manera simultánea. A través de una comparación continua de costos calculados y horas de trabajo ya realizadas, se crea un cálculo concurrente de costos diario. POST CÁLCULO
3.
El costeo final ocurre después de la finalización y entrega del producto al cliente. Las horas de trabajo adicionales y posibles costos indirectos no contabilizados previamente deben ser reportados comparados con el plan original. Las posibles diferencias positivas o negativas se evalúan para que los resultados sean implementados en el cálculo de cos-
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tos futuros y precios de cotización. Es útil llevar un desglose de los costos dependiendo de la etapa del proceso, detallando los pasos tecnológicos y las máquinas utilizadas. Si hay desviaciones relevantes con respecto a lo planificado, se definen tanto los objetivos de mejora, como la asignación de responsabilidades. LA DISPONIBILIDAD DE LA INFORMACIÓN ES CLAVE Hoy en día siguen siendo muchos los talleres que aplican métodos de cálculo basados en la experiencia pura de sus empleados. Muchas veces basados en el promedio del costo por kg de producto vendido en el pasado. Este último es llamado el método de similaridad. Según este, se asume que hay un principio de proporcionalidad entre el costo del material y el resto de costos directos e indirectos en la empresa. Sin embargo, la complejidad de las piezas a fabricar está incrementando. Hay cada vez más características de diseño individualizadas en cuanto a geometrías, aleaciones, acabados superficiales, tratamientos térmicos, que dificultan el proceso de costeo basado en promedios de costos pasados. El requisito actual para determinar los costos es la disponibilidad rápida de toda la información necesaria. Por lo general, esta no se encuentra a la mano con el nivel de detalle requerido, por lo que se vuelve crucial tener un software que permita revisar en bases de datos bien organizadas los factores que influenciaron en casos pasados los costos fina-
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75 % de los
compradores toman decisión de compra en una semana o menos después de recibir cotización Fuente: Estudio 2020 Part buyer expectations report - paperlessPARTS
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les de un producto. Acabados superficiales, tolerancias, ajustes, etc. Esto ahorra trabajo repetido, dado que muchas veces llegan requerimientos de piezas que ya se habían trabajado, pero esta vez son asignadas a otro trabajador que debe hacer todo el análisis una vez más. En resumen, se trata de evitar que todo el conocimiento quede almacenado en una o pocas personas de la organización, y que más bien, la información pueda ser consultada, mantenida y analizada por una base más grande de personas y departamentos de la compañía. Después de todo, el conocimiento necesario para hacer una cotización incluye directamente el know-how de la empresa y es crucial que este se mantenga y crezca para el beneficio de la misma. UN EJEMPLO DE SOLUCIÓN PARA COTIZACIONES MÁS RÁPIDAS La firma estadounidense Paperless Parts, desarrolló un software que
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El software para generación de cotizaciones de Paperless Parts permite analizar planos 2D en PDF automáticamente, para reducir el tiempo de entrega de propuestas económicas. Cortesía: PaperlessParts
apoya a las empresas a generar cotizaciones rápidas con base en la información disponible en planos 3D, registros históricos organizados y, de manera revolucionaria, de planos técnicos en 2D en formato PDF. Esto último se realiza utilizando tecnología de reconocimiento óptico de caracteres (OCR, por su sigla en inglés). Gracias a este desarrollo, el software permite ver y almacenar los archivos, calcular rápidamente requisitos de formas de materiales óptimas (barras, varillas o láminas), además de detectar automáticamente si una pieza se puede fabricar en el taller, en función de los umbrales de geometrías de fabricación que se le hayan programado. Según información del fabricante del software, su motor de geometría analiza piezas basándose en varios procesos de manufactura para identificar problemas potenciales como esquinas estrechas y agujeros profundos o áreas que requieren herramientas especiales.
Paperless Parts analiza automáticamente anotaciones escritas en los planos para detectar requerimientos especiales de trabajo. Cortesía: PaperlessParts
Con las herramientas digitales adecuadas, los talleres metalmecánicos pueden reemplazar los procesos manuales ineficientes y mejorar los tiempos de respuesta con mayor seguridad de que sus costos están bien calculados, mejorando la experiencia de compra que los clientes modernos esperan. MM
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internas de los vehículos, como piezas que estarán a la vista. Si estos sistemas están mal colocados, o el metal está mal colocado en la máquina, se produce mucho desperdicio. El nuevo sistema desarrollado por Schuler permite revisar, a través de un sistema de cámaras, si la posición del troquel es correcta y que no haya ningún obstáculo allí. Que no haya quedado ninguna pinza o un desarmador en el herramental, dado que esto puede ser catastrófico tanto para el troquel como para la pieza de salida. El sistema de monitoreo verifica que se pueda comenzar con el trabajo ahorrando mucho material, desperdicio y ahorra daños en los troqueles.
Foto cortesía: Schuler
LA INDUSTRIA METALMECÁNICA ESTÁ
sufriendo una transformación La revista MMI entrevistó al Ingeniero Carlos Valdés, CEO de Schuler Mexico (Pressensysteme Schuler-Mexiko, S.A. de C.V.) sobre varios temas relevantes en la actualidad de la industria metalmecánica y sus aplicaciones hacia la industria automotriz. MMI: ¿Qué novedades técnicas con aplicaciones automotrices nos puede comentar que se esperaban presentar en las grandes ferias como la IMTS este año y que no pudo llevarse a cabo debido a la pandemia del COVID-19? Carlos Valdés: Específicamente para el sector automotriz de acuerdo a los trends internacionales, que es llevar un poco más la industria hacia autos eléctricos, se iba a presentar un sistema innovador de manufactura para los casings de las baterías. Para esto se utiliza una técnica llamada extrusión de impacto. Es una técnica que se usa para la laminación de motores eléctricos. Y lo que hizo
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Schuler fue adaptar esta tecnología para baterías de autos. Las ventajas son que podemos usar menos material, hay menos desperdicio y se pueden producir más baterías en menos tiempo. Ya hay maquinaria con esta tecnología instalada en México para una empresa que hace con ellas laminados para motores eléctricos, no para el mercado automotriz, pero efectivamente son máquinas de alta velocidad que hacen más rápido el proceso y sobre todo con menos desperdicio de material. La otra novedad es un sistema de monitoreo para troqueles. Con este tipo de herramental se producen típicamente tanto piezas metálicas
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"Esto es novedoso porque es muy útil para el cliente. Sobre todo en Latinoamérica donde posiblemente no todos los clientes tienen una cultura de tener un esquema de mantenimiento programado o preventivo." Carlos Valdés, Schuler México
MMI: ¿Qué aplicaciones ha desarrollado Schuler para la Industria 4.0 y cómo ve su aplicación en Latinoamérica? CV: Tenemos un sistema de monitoreo que se coloca dentro de la prensa y que recolecta datos de funcionamiento de la máquina. Estos son importantes tanto para el operador de la máquina, como para el encargado de la producción. Es un sistema IoT que recolecta los datos, los lleva a la nube y allí se pueden conectar desde cualquier lugar. Puede sacar datos estadísticos o datos en tiempo real. Hay una app diseñada para esto, y desde allí se puede conectar a la base de datos que está en la nube.
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Desafortunadamente en Latinoamérica solo las empresas muy grandes son las que manejan este concepto de mantenimiento preventivo, pero las empresas medianas o pequeñas no tienen esta cultura. A través de estos avances tecnológicos podemos llamar la atención y decirles, aquí la máquina está llegando a un punto crítico, llevas tantos ciclos, está teniendo esta falla y ellos pueden decidir qué hacer. En Europa ya hay casos de éxito en los que se enlazan todos los datos de una planta, pero en Latinoamérica aún hay un gran camino por recorrer. Las empresas de automatización o de IT que se metan en esto, tienen mucho por hacer todavía y también tienen el reto de convencer a los usuarios que esta es la tendencia del futuro y de las ventajas que tiene. Porque la mayoría son plantas de producción cuyo objetivo es producir - que es lo que les da de comer- pero al final del día si la máquina tiene algo, puede ser algo catastrófico, que te deje con solo media producción, o
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Carlos Valdés CEO de Schuler Mexico
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Mi estimación personal, es que se va a empezar a ver un efecto en los próximos dos años, vamos a ver más plantas de producción de motores eléctricos, líneas de baterías aquí en Latinoamérica.
Foto cortesía: Schuler
que te deje sin máquina seis meses y esto es más costoso que hacer un mantenimiento previo. MMI: ¿Qué efectos ha traído la pandemia para Schuler? CV: Todos teníamos un presupuesto de venta de maquinaria para este año, pero la buena noticia es que no hay cancelaciones de compra. Simplemente se ha postergado la compra, por cuestiones de presupuesto, por darle prioridad a la reducción de costos y reestructuración de costos en las empresas. Siguen los planes, ya sea para 2021 o 2022, pero no se ha cancelado.
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MMI: ¿Notan ustedes una tendencia hacia la repotenciación o compra de máquina usada? CV: No. Creo que esto es una reacción a la pandemia y a la crisis que estamos viviendo. Todos están en modo ahorro, en modo restructuración, en modo “necesito volver mi empresa lo más lean posible para quedarme solo con lo que es absolutamente necesario" y porqué no, producir más con lo que tengo. Y eso aplica también para las máquinas. Están pensando: tal vez me me convenga más hacer un refurbishment, pero lo que yo pienso es que es algo natural, algo de pánico temporal. La industria automotriz y la industria metalmecánica está sufriendo un proceso de transformación en muchos sentidos, la transformación va hacia la producción de autos eléctricos. Vamos a llegar a ese punto. No se van a dejar de producir motores diesel, ni gasolina, pero mucha de la producción va a mutar a producir autos eléctricos. Para esto lo primero que necesitas en cualquier parte del auto, sea en el motor, en el chasis, en las partes de vista, en componentes, es maquinaria nueva. No lo puedes hacer con máquinas existentes: Es muy difícil, o muy caro hacerlo con máquinas viejas. En el negocio de prensas, para producir sistemas que, en vez de trabajar con acero, trabajen con aluminio, sí se puede hacer la conversión, pero es costoso. Si se hace el análisis de costo/beneficio, tienes mucho mayor beneficio a largo plazo si tienes maquinaria especializada para este nuevo trend en el mercado. Si te vas a poner a producir motores eléctricos, necesitas totalmente maquinaria nueva, si te vas a dedicar a producir baterías, necesitas maquinaria nueva. Es un efecto temporal lo que estamos viendo y no es malo. Le da oportunidad a otras empresas. Nosotros hacemos mantenimiento también y damos servicios y por ese lado, los clientes están requiriendo estos servicios de actualización y refurbishment y esto también nos da trabajo. MMI: ¿Cuándo estimas que se vaya a ver un efecto de la tendencia de producción de autopartes para vehículos eléctricos en México? CV: Mi estimación personal, basada en la información que tengo, en con-
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Foto cortesía: Schuler
Con el proceso de extrusión de impacto se pueden producir hasta 5 veces más piezas que por embutido profundo. Y con mucho menor desperdicio de material. El ejemplo de la fotografía muestra el proceso para generar carcasas prismáticas para baterías de vehículos eléctricos. En lugar del proceso tradicional de embutido a partir de una lámina, se utiliza una chapa de aluminio que se procesa más rápido y perdiendo muy poca materia prima.
Instalaciones de Schuler Mexico (Pressensysteme SchulerMexiko, S.A. de C.V.) en Puebla.
INDUSTRIA 4.0 MONITOREO DE PROCESOS EN PRENSADO El objetivo del monitoreo es aumentar la fiabilidad del proceso y, por tanto, la disponibilidad de la máquina, así como mejorar la producción y la calidad de las piezas. Además, se reduce el tiempo de preparación. Básicamente, aquí se recopilan los mismos datos sin procesar que con el monitoreo de condición, pero no solamente en la ejecución de prueba, sino en el proceso de producción real. ¿Las piezas buenas coinciden con sus expectativas en términos de calidad y cantidad? ¿Son correctos el comportamiento de la fuerza de la prensa y la curva de vibración? ¿Qué parámetros pueden tener que ajustarse para cada ciclo? El uso de cámaras de imagen térmica y de vídeo proporciona una descripción general en tiempo real de la alimentación, la transferencia y la descarga de piezas en blanco, mientras que el sistema registra continuamente los datos del proceso en paralelo. La información proviene de los numerosos sensores en las unidades de prensa, molde, horno y enfriamiento. Los operadores de la planta pueden verificar con precisión las condiciones de producción de cada pieza: si las piezas en blanco se han calentado a un nivel lo suficientemente alto, si han estado en la prensa el tiempo suficiente y se han enfriado en el momento adecuado. Fuente: Schuler
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versaciones con algunos clientes y sus planes, es que se va a empezar a ver un efecto en los próximos dos años, vamos a ver más plantas de producción de motores eléctricos, líneas de baterías aquí en Latinoamérica. No nos podemos quedar atrás. Ya se oyen muy fuerte estas conversaciones. No se trata de desaparecer la producción de motores diesel o gasolina. Eso va a seguir. MMI: ¿Qué oportunidades va a traer el TMEC y el Reshoring que está planteando EEUU en este momento? CV: El tratado era necesario actualizarlo. La forma en que lo actualizaron tiene muchas partes interesantes que vale la pena analizar. Tiene mucho que no existía hace 30 años o un poco más cuando se firmó el otro, pero si necesitaba una actualización. Alguno de los beneficios principales, podría ser la protección de la propiedad intelectual que es importante para mantener y reforzar la fuerza laboral en
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Norteamérica y para mover el concepto de R&D en la región. México es un país muy enfocado a manufactura y producción, y eso está bien, pero necesitamos reforzar la parte de investigación y desarrollo entre los tres países. Para mejorar la propiedad intelectual en América y así generar más productos y de mejor calidad en la región y no depender tanto de los productos hechos en China, que cada vez son mejores. Cada vez tienen más calidad los productos que mandan ellos, pero no quiere decir que no lo podamos hacer aquí en América. Tenemos todo el conocimiento y lo podemos hacer aquí. El otro beneficio es el Costs and Trade Facilitation que hace más fáciles las exportaciones entre los tres países evitando las complicaciones de papeleo y de burocracia. Se pueden hacer exportaciones más predictivas entre las tres naciones. Se puede hacer cálculos de tiempos más rápidos, sin mucha complicación
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Otra innovación tecnológica que le metieron fue el digital trade que abre la frontera para otro tipo de negocios más innovadores, como servicios digitales que se pueden intercambiar entre los tres países y no se necesita exportar realmente, al ser digital. Esto también disminuye o restringe las tarifas y abre las ventajas de tener más servicios de pagos e inversiones digitales. Se está hablando de abrir un poco más este último mercado que es atractivo tanto para empresas como personas, para poder tener inversiones sin tantas restricciones. Al final la región tiene todo para ser, sino la región más importante del mundo, en cuanto a comercio internacional, desarrollo producción. Es cuestión que los países no se sienten a hacer planes en conjunto y que no se vean como países separados sino como una región. Y creo que pueden hacer algo muy bueno. MM
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Cortesía: Junker Zema
de tres turnos siete días a la semana. La línea, que produce principalmente cigüeñales para camiones pesados y maquinaria de construcción de todo el mundo, se expandirá con una NUMERIKA GH1500 adicional a finales de este año.
RECTIFICADO DE CIGÜEÑALES
simple y preciso
Ing. José Dias
La empresa thyssenkrupp Crankshaft en Danville, IL, utiliza una máquina NUMERIKA GH1500 de ZEMA para rectificar sus cigüeñales. La confiable máquina de rectificado externo trabaja en una operación de tres turnos los siete días de la semana, rectificando bridas y el extremo del muñón en cigüeñales para motores de combustión de servicio pesado.
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tilizando el proceso de rectificado cilíndrico externo la firma produce de forma fiable cigüeñales gracias a una bancada de la máquina resistente a la torsión, guías hidrostáticas y husillos de rectificado con cojinetes hidrostáticos. Todos estos componentes ayudan a lograr resultados ideales a la hora de rectificar con ruedas de corindón (Al2O3). El sistema de control fácil de usar ofrece pantallas de entrada requeridas para rectificar con corindón. En sus 21 años en thyssenkrupp, el gerente de ingeniería de procesos, José Fernando Dias de Moraes, ha participado activamente en varios proyectos de rectificado en las plantas de producción de la empresa en todo el mundo. Sus experiencias con ZEMA Zscelics Ltda durante su carrera han sido muy positivas y valiosas. Dias de Moraes ha estado en el sitio en Danville, IL, desde hace cuatro años. Junto con otros seis ingenieros, supervisa cuatro líneas de producción. La máquina rectifica cigüeñales en operación
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Gerente de ingeniería de procesos, thyssenkrupp, Danville, IL
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Hemos reemplazado una máquina de la línea de producción con la NUMERIKA, ya que la máquina utilizada anteriormente ya no era lo suficientemente fiable. Además, esta máquina funciona con precisión y es fácil de manejar. Ya habíamos realizado algunos proyectos juntos en otros sitios de thyssenkrupp”.
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En la aplicación descrita, la rueda de esmeril es de 150 mm de ancho, con longitudes de pieza de trabajo de 1500 mm, y puede mecanizar piezas de hasta 250 kg, con un diámetro máximo de giro de 450 mm.
El rectificado completo de una variedad de piezas de trabajo en una sola configuración de sujeción da como resultado numerosas ventajas, tanto en términos de tiempo de ciclo como de esfuerzo de manipulación. Una variedad de opciones de configuración permite la preparación de cada máquina con sistemas de medición adicionales, automatización completa y conexión a las líneas y sistemas existentes. Esto da como resultado soluciones de rectificado personalizadas. MM
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Cortesía: ESPRIT / Alma
ESPRIT COLABORA CON ALMA CAM PARA LA PROGRAMACIÓN de manufactura aditiva El fabricante de software CAM ESPRIT, anunció una asociación con Alma, proveedor de CAD / CAM para robótica, con el fin de crear una solución de programación completa para DED (deposición directa de energía) aditivo para robots.
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as tecnologías aditivas DED son una serie de procesos de impresión 3D de metal que crea piezas fundiendo y fusionando material a medida que se deposita. La fabricación adi-
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tiva por arco de alambre (WAAM), también conocida como DED-arc, es una de las tecnologías aditivas de tipo DED que utiliza robots para producir preformas de forma casi final (near net shapes) con reducciones significativas de costos y tiempos de entrega, mayor eficiencia del material y componentes mejorados. En comparación con una máquina DED basada en máquina herramienta, que puede costar varios millones de dólares, una DED robótica cuesta significativamente menos (de $ 150,000 a $ 200,000 USD). Además, muchas empresas tienen robots industriales programables existentes que se pueden adaptar para aplicaciones DED aditivas. Sin embargo, para programar un robot para que realice esta tarea, un ingeniero debe determinar no solo la trayectoria del cabezal, sino también los movimientos del brazo para lograr la trayectoria ideal. ESPRIT declara que ha estado trabajando con Alma para reunir lo mejor de los dos mundos: la planificación de trayectorias de herramientas tanto sustractivas como aditivas y la tecnología de computación robótica de trayectorias y programación fuera de línea de robots de soldadura por arco. Esta solución permite a Alma utilizar los ciclos completos DED aditivos de ESPRIT. Por otro lado, la solución permite al software CAM programar para marcas de robots industriales como Yaskawa, ABB, Fanuc, Kuka y muchas otras. MM
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EL LÁSER COMO HERRAMIENTA DE torneado y rectificado El torneado es uno de los procesos de fabricación más importantes y antiguos para la fabricación de componentes en casi todos los sectores industriales. Sin embargo, la tecnología de mecanizado lleva a los productores al límite de lo técnicamente factible, especialmente en el caso de componentes pequeños en lo que respecta al desgaste de la herramienta, la vida útil, las fuerzas de mecanizado y la zona afectada por el calor.
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as desventajas tecnológicas relacionadas al proceso de ablación láser con pulsos ultracortos, en las que se tiene un proceso con volumen de extracción por unidad de tiempo muy pequeño en comparación con el proceso de mecanizado se eliminan mediante el concepto de doble husillo en una máquina especialmente
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diseñada para la tarea. LA GL.smart diseñada por GFH GmbH está equipada con esta tecnología, junto con soluciones CAD / CAM integradas, representando un hito en la historia del torneado. "Los componentes rotacionalmente simétricos son cada vez más pequeños y más exigentes en el curso de la miniaturización", informa Florian Lendner,
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director general de GFH GmbH. “Aquí es donde las tecnologías de fabricación convencionales llegan a sus límites, porque las fuerzas de corte que actúan sobre el componente y los pequeños tamaños de herramienta dificultan el mecanizado e incluso lo hacen imposible para geometrías especialmente sensibles. Esto es especialmente cierto cuando se requieren materiales que se consideran difíciles de mecanizar”. Por esta razón, esta empresa demostró la posibilidad de tornear y rectificar con láser en sus sistemas de micromecanizado láser universal hace varios años y entregó las primeras soluciones productivas. Sin embargo, todo el potencial de la nueva tecnología de fabricación solo pudo explotarse parcialmente, ya que las máquinas no habían sido diseñadas para estas aplicaciones específicas. Había restricciones, por ejemplo, en la velocidad de rotación de los componentes, el uso eficiente de la radiación láser y en general en todo el flujo de trabajo. Estas restricciones finalmente se eliminaron: "Después de varios años de
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trabajo de desarrollo intensivo junto con clientes y con el apoyo de fondos de investigación europeos como parte del marco de trabajo Horizonte 2020, podemos presentar con orgullo nuestra nueva solución de torneado y rectificado", dijo Lendner. “Está disponible como máquina de doble husillo en un diseño de torneado corto y/o largo, opcionalmente con una unidad giratoria y con capacidad de inclinarse como contrahusillo. Esto significa que no hay límites para la complejidad de los componentes. Incluso es posible realizar operaciones de mecanizado de acabado superficial.
"Si se requiere, la máquina se puede equipar con un cargador de barras y un robot para fabricar 24/7 sin restricciones", explica Lendner.
Florian Lendner director general de GFH GmbH.
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En el curso de la miniaturización de componentes rotacionalmente simétricos, las tecnologías de fabricación convencionales están llegando a sus límites”.
TALENTO COMPLETO PARA COMPONENTES DE PRECISIÓN ROTACIONALMENTE SIMÉTRICOS Además del torneado y rectificado, la máquina también es capaz de realizar operaciones de taladrado, corte y grabado, sin ningún trabajo de modificación. Esto hace que la GL.smart sea un talento completo para componentes de precisión rotacionalmente simétricos. Un factor clave para garantizar esto es la alta velocidad con absoluta precisión que se puede procesar. Para este propósito, el husillo principal con cojinetes de aire se acelera de manera controlada por posición en 0.4 segundos hasta 3500 rpm usando un motor de torque. La concentricidad radial y axial en el rango nanométrico permiten la producción con tolerancias de rectificado. Un sistema de pinza de agarre de la pieza controlado por fuerza con corrección de oscilación y alimentación automática de barra es la que sostiene los componentes que se van a trabajar.
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Sumado a su diseño compacto, el sistema desarrollado presenta una innovadora carcasa de vidrio negro. Además de la protección total contra la radiación láser, esto también garantiza un blindaje seguro contra los rayos X. Al usar láseres de alta potencia en combinación con un sistema de división del haz de luz, es posible el procesamiento simultáneo en dos estaciones, lo que significa una salida doble simultánea.
El uso de láseres de alta potencia en combinación con la división del haz permite el procesamiento simultáneo en dos estaciones, lo que significa una salida doble al mismo tiempo.
ÁREAS DE APLICACIÓN DESDE LA TECNOLOGÍA MÉDICA A LA INDUSTRIA RELOJERA Las áreas de aplicación de la máquina GL.smart son diversas y van desde la tecnología médica para la produc-
Debido a la remoción de material sin contacto, la pieza de trabajo permanece libre de fuerza y deformación durante todo el tiempo de mecanizado. Incluso con componentes muy delgados y de filigrana, no hay pérdida de precisión. Fuente: GFH GmbH
ción de micro herramientas como pinzas, micro cuchillas o implantes hasta la industria relojera para la producción de los denominados pivotes integrados en el mecanismo del reloj. Las ventajas del procesamiento con láser son, por un lado, los atractivos tiempos de producción, que se pueden lograr gracias al proceso de desbaste y acabado con un láser de pulso ultracorto. En un primer paso, se elimina la mayor cantidad de material posible mediante un desbaste con un elevado aporte de energía. Para el mecanizado fino, el proceso de acabado utiliza menos energía para lograr la calidad final. Por otro lado, casi cualquier material se puede utilizar para el mecanizado sin contacto y sin desgaste de incluso los componentes más pequeños.
Las áreas de aplicación del nuevo GL.smart son diversas y van desde la tecnología médica para la producción de microherramientas como pinzas, microcuchillas o implantes hasta la industria relojera para la producción de los denominados pivotes integrados en mecanismos de relojería. Fuente: GFH GmbH
"El torneado láser permite un nivel de precisión inusualmente alto, particularmente en la fabricación y procesamiento de piezas de precisión, de modo que se pueden ahorrar otros procesos más complejos, como el pulido convencional o el pulido con rodillo", explica Lendner. “Gracias a la remoción de material sin contacto, la pieza de trabajo permanece libre de fuerzas y de deformación durante todo el tiempo de mecanizado. De esta forma, incluso con componentes muy delgados y de filigrana, no hay pérdida de precisión”. De esta forma, las piezas con una gran longitud de sujeción también se pueden procesar fácilmente. MM
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DIGITALIZACIÓN DE ALTA DEFINICIÓN alimentado por AI para escáneres 3D Con una capacidad de resolución y velocidad de escaneo sin precedentes, esta solución hace aún más competitivo el proceso de digitalización de geometrías
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Los escáneres portátiles Eva y Leo pueden escanear fácilmente superficies oscuras o brillantes en alta resolución y capturar toda la gama de sus geometrías, sin pasos adicionales. El uso del motor Artec AI, produce poco o ningún ruido en los datos de escaneo sin procesar y da como resultado datos procesados más limpios. Este procedimiento, según sus fabricantes, ahorra también tiempo al producir el modelo 3D final. Además, estos escáneres pueden capturar una amplia gama de objetos sin problemas y con gran detalle: desde piezas pequeñas e intrincadas, como tubos delgados o asas de válvulas, hasta objetos más grandes con múltiples secciones de alto detalle, incluyendo motores de automóviles. Esta es una ayuda muy interesante para los procesos de ingeniería inversa y control de calidad gracias a que los datos se obtienen limpios y completos, ahorrando valioso tiempo de trabajo adicional. Exact Metrology asegura que los escaneos realizados se pueden equipar fácilmente con formas primitivas y exportarse a las soluciones CAD populares para el desarrollo adicional necesario. MM
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l proveedor de servicios de metrología 3D y comercializador de hardware Exact Metrology, ha aumentando la capacidad de sus escáneres portátiles 3D con una nueva funcionalidad. El modo HD. Esta tecnología de escaneo basada en inteligencia artificial (AI por sus siglas en inglés) proporciona escaneos ultra-nítidos, limpios y ricos en detalles para equipos como los Artec Leo y Artec Eva. Impulsado por el motor neural de AI de Artec 3D, los usuarios pueden obtener escaneos 3D nítidos con una resolución de hasta 0.2 mm. Entrenada en cientos de miles de muestras cuidadosamente seleccionadas, la red neural detecta patrones familiares, detalles de superficie y formas. Esto permite que el escáner 3D reconstruya un mayor número de polígonos por cuadro, lo que resulta en datos 3D que son de calidad más densa y más alta. Ahora, la densidad HD deseada se puede seleccionar de una densidad 1X estándar hasta 36X para el modelo Eva (aprox. 3 millones polígonos por cuadro) y 64X para el modelo Leo (aprox. 5 millones polígonos por cuadro). El modo HD permite capturar elementos más pequeños y delgados con el escáner 3D mientras reduce considerablemente el ruido. Con estos escáneres, los bordes finos se pueden capturar en alta definición, fieles a su forma original. Es factible capturar áreas de difícil acceso, ya que los escaneos se reconstruyen con cada detalle, lo que proporciona a los usuarios geometrías de superficie completa.
Caja de cambios escaneada con Artec Eva. Es posible alcanzar detalles difíciles de medir. Cortesía: Exact Metrology / Artec
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Axioma B2B Marketing
18
Mariano Arango • Gerente General mariano.arango@axiomab2b.com
BIG Kaiser Precision Tooling Inc.
14
Sales Support salessupport@b2baxioma.com
Emuge-Franken S.A. de C.V.
11
Everising Machine Company
28
Hainbuch Mexico S DE RL DE CV
21
Heller Machine Tools de MÈxico S de RL
de CV
2
Jainnher Machine Co., LTD.
29
Jimmore International Corp.
9
Kitagawa NorthTech Inc.
25
MasterCam/CNC Software, Inc.
5
MC Machinery Systems de Mexico SA de CV
32
Mersen
6
Milltronics USA, Inc
19
Productos Mocap, S. de R.L. de C.V.
15
Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH
27
Suhner Productos Industriales Mexicanos SA de CV
23
ULINE
17
Vargus Ltd.
7
Contacte gratuitamente por teléfono a los proveedores identificados con este símbolo. Vaya a http://www.metalmecanica.com/guia-de-proveedores/ y haga clic en el ícono del teléfono para iniciar el proceso. El anunciante seleccionado lo llamará en español al número telefónico que Ud. indique. Visite en www.metalmecanica.com el showroom de las empresas anunciantes identificadas con este símbolo.
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REPRESENTANTES DE VENTAS DE PUBLICIDAD SALES REPRESENTATIVES
Diciembre 2020 / Enero 2021
www.metalmecanica.com
UNITED STATES, CANADA & BRAZIL Teri Rivas • Associate Publisher Ph: +1 (561) 358-6077 teri.rivas@axiomab2b.com MEXICO Stella Rodríguez Ph: +52 1 (55) 1882-4802 stellar@prodigy.net.mx Carmen Bonilla Ph: +52 (81) 1378-1703 Cbonilla.estrada@gmail.com Ricardo Pérez Vertti Ph: +52 (442) 875-5235 ricardo.eperezvertti@gmail.com EUROPE FRANCIA, ITALIA, ESPAÑA & PORTUGAL Eric Jund Tel: +33 (0) 493 - 587743 ericd.jund@gmail.com ASIA Sydney Lai Marketing Manager Ph: +886-42329-7318 X 16 sydneylai@ringier.com.hk TAIWAN Ringier Trade Publishing Ltd • Amber Chang Ph: +886 (4) 232 - 97318 Ext. 11 amberchang@ringier.com.hk EAST CHINA Ringier Trade Media Ltd. • Vivian Shang Ph: +86-21 6289 5533 Vivian@ringiertrade.com NORTH CHINA Ringier Trade Media Ltd. • Maggie Liu Ph: +86-20 8732 3316 maggieliu@ringiertrade.co HONG KONG Ringier Trade Publishing Ltd • Michael Hay Ph: +86-20 8732 3316 maggieliu@ringiertrade.co EVENTS International Sales Diana Milena Giraldo Ph: + (57) 3115025123 + (57) 3148766597 diana.giraldo@axiomab2b.com