CONTENIDO
META LM ECÁ NICA
HISTORIAS EN METAL
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Desarrollo a la medida en sistemas para recubrimientos superficiales
Una conversación con Pedro Castillo de TTX México.
ZOOM
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Edición digital de HANNOVER MESSE: 12 al 16 de abril de 2021 Innovación, relacionamiento y orientación en la era de la transformación industrial
Cortesía: EMAG
PORTADA
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El mecanizado electroquímico (ECM) gana terreno en la industria El mecanizado electroquímico por pulsos puede lograr alta eficiencia económica para volúmenes unitarios de medios a altos. Conozca los detalles.
KNOW HOW
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Mecanizado de Inconel 718: Una superaleación con aplicaciones cada vez más terrenales Conozca los detalles para mecanizar este complejo material reduciendo desgaste y evitando defectos de calidad.
GESTIÓN DE PRODUCCIÓN
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Manufactura aditiva como habilitador de cadenas de suministro flexibles El impacto industrial que se vive a comienzos de 2021 globalmente a causa de la escasez de semiconductores es una señal de alerta más que nos debe impulsar hacia la generación de cadenas de suministro más flexibles y robustas.
CAD CAM
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Estrategias CAM para carga constante de viruta en 5 ejes
Los nuevos algoritmos ofrecidos por fabricantes de software CAM disminuyen el desgaste de la herramienta y aumentan la calidad de las piezas mientras reducen tiempos de operación.
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 M E TA L M ECÁ N ICA
GRAN ABANICO DE POSIBILIDADES DE MANUFACTURA para la industria aeronáutica
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Vol. 26 Edición No 1 - Febrero / Marzo 2021 ISSN 0124-3969 ____________________________________________________________________________________________________________ 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 ____________________________________________________________________________________________________________
Dr.-Ing. Miguel Garzón Editor Revista Metalmecánica miguel.garzon@b2baxioma.com
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L
a industria aeronáutica vivió un año difícil en el 2020, principalmente la aviación comercial, cuyo sector se vio significativamente afectado por la reducción en tráfico de pasajeros debido a la pandemia global del Covid-19, que aún hoy, con la esperanza de las vacunas, continúa presente. Según el más reciente estudio de Deloitte sobre el panorama hacia 2021 de la industria aeroespacial y de defensa, se espera que este sea un año en el que la recuperación económica para el sector comience a verse. Sin embargo, regresar a niveles de 2019 no es probable que se de antes del 2024, al menos para el sector de pasajeros. Desde el punto de vista de defensa, los países que hacen las mayores inversiones no han reportado reducciones significativas en sus presupuestos, por lo que los expertos pueden esperar una situación estable, acompañada de algunos incrementos en costos y demoras en entregas únicamente basados en la disrupción de las complejas cadenas de suministro globales. Deloitte predice que la industria se centrará en transformar las cadenas de suministro en redes más resilientes y dinámicas. “La menor demanda de aviones y las restricciones al movimiento de personas y mercancías debido a la pandemia provocaron la ruptura de muchas cadenas de suministro esenciales de la industria aeroespacial y de defensa. Esto ha tenido un impacto en los proveedores más pequeños, especialmente aquellos con una gran exposición a la industria aeroespacial comercial y al mercado secundario”, explica el informe de la consultora. Esta edición de MMI explora la fabricación de componentes aeronáuticos desde múltiples puntos de vista, con el fin de dar herramientas a nuestros lectores a la hora de escoger entre las últimas tendencias de manufactura, tanto en corte de viruta de Inconel 718, como en procesos de remoción de material sin contacto como el P-ECM (mecanizado electroquímico por pulsos). Igualmente, se discute el gran potencial que tiene la manufactura aditiva como habilitador de cadenas de suministro flexibles para la producción global distribuida. Se tocan también temas de gran interés para la reducción de desgaste en herramientas al mecanizar en 5-ejes, mediante el uso de estrategias CAM que aprovechan la capacidad dinámica de las máquinas herramientas para mantener un espesor de viruta constante, incluso en geometrías complejas. Tenemos además, una interesante charla con un proveedor mexicano de acabados superficiales con gran experiencia global en el suministro de soluciones para la industria aeronáutica. Por último, quiero reforzar el mensaje de que para fortalecer aún más las cadenas de suministro, los fabricantes deben aprovechar las herramientas digitales, la implementación de sistemas de gestión inteligentes y el uso de análisis de datos. Es crucial que las asociaciones nacionales y regionales actúen rápidamente para desarrollar capacidades y cambiar la capacidad de fabricación de manera más flexible, para que así las cadenas de suministro sean más sólidas y puedan maniobrar con más éxito las interrupciones comerciales. MM
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ACTUALIDAD INDUSTRIAL
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C
SE ESPERA RECUPERACIÓN CERCANA AL 12% en producción y exportación para la industria automotriz en 2021
Gracias a las perspectivas favorables del mercado norteamericano para este año y la demostración de una recuperación de los puestos de trabajo perdidos tras los cierres de abril y mayo de 2020, se ve con optimismo el desarrollo de este año para la industria automotriz mexicana. Dr.-Ing. Miguel Garzón
Fausto Cuevas Director general de la AMIA (Asociación Mexicana de la Industria Automotriz)
omo parte de la conferencia mensual conjunta llevada a cabo los primeros días de enero de este año entre la AMIA, la AMDA y la INA, el ingeniero Fausto Cuevas, director general de la AMIA (Asociación Mexicana de la Industria Automotriz) presentó datos acumulados para el comportamiento de la producción para industria del automóvil en México durante el año 2020. Cuevas declaró que “aunque el mes de diciembre de 2020 mostró un incremento del 16.1% en exportaciones de unidades y un aumento del 18.4% en producción frente al mes de diciembre de 2019, en términos de acumulado de todo el año (ene-dic 2020) sí se tuvo una reducción general del 20.2% con respecto al 2019 en producción y del 20.9% en exportaciones”. La caída, explicó el directivo, se debe a la parada en producción durante los meses de abril y mayo
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ACTUALIDAD INDUSTRIAL M E TA L M ECÁ N ICA
donde se dejaron de producir 706.499 unidades y que no hubo posibilidad de recuperar en los siguientes meses del año. SUVS Y PICK-UPS DOMINANDO LAS EXPORTACIONES MEXICANAS De los vehículos producidos, el 88.2% fue destinado a la exportación y los camiones ligeros siguen siendo los más vendidos al exterior. El director de la AMIA declaró que este tipo de automotores representó el 68.2% de las exportaciones de todo el año. “En este rango se incluyen los vehículos utilitarios (SUVs), que fueron el 42.5% y las pick-ups: el 25.6%. En el mes de diciembre de 2020, estas dos categorías se llevaron el 95% de las exportaciones de vehículos mexicanas”. Según Cuevas, “es importante destacar cómo estos dos segmentos se han venido posicionando tanto en producción, como en exportaciones de nuestro país”. EL MERCADO DE LOS AUTOS MEXICANOS EN 2020 Como conclusión del análisis de datos de 2020, Norteamérica representa el 85.8% del total de los vehículos que México exporta (EE. UU. 79.6%, Canadá 6.2%), seguido del mercado europeo con 7.4% y el de América Latina, que es el tercer principal destino de los autos mexicanos con un 4.3%. La participación de los vehículos ligeros de origen mexicano en las ventas internas de EE. UU. para 2020 representó el 14.8% del mercado. Tan solo Alemania, Japón y Corea estuvieron por encima de México en cuanto a vehículos ligeros vendidos en el mercado doméstico estadounidense. “Nuestra perspectiva es que tanto producción como exportación en el presente año (2021) pudieran tener un incremento cercano al 12% respecto de los resultados de 2020. Esto considerando que las perspectivas del mercado de EE. UU. y Canadá son bastante favorables para este año, lo cual nos permitiría mantener una tendencia de gradual regreso a las cifras previas a la pandemia”. Resaltó Fausto Cuevas, director general de la AMIA.
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SUVS y Pickups
Representaron el
68,2% de las exporaciones de 2020
Durante los meses de abril y mayo se dejaron de producir
RESULTADOS Y PERSPECTIVAS DEL MERCADO DE AUTOPARTES MEXICANAS El ingeniero Oscar Albin, presidente ejecutivo de la INA, declaró durante la conferencia de prensa, que las expectativas para el año 2021 “son llegar a entre los 96 mil y 97 mil millones de dólares de exportaciones de autopartes en México”. Según Albin, existen tres puntos fundamentales que podrían ayudar incluso a romper la barrera de los 100 mil millones de dólares en exportaciones: El aumento en manufactura de autos nuevos, el retorno de vehículos a circulación tras los efectos de la pandemia y el retorno de los vehículos a los talleres para hacer mantenimientos, por lo tanto, el aumento de compra de refacciones, así como el inicio del incremento de las condiciones de contenido regional que tendrán que tener los automóviles. MÉXICO: SEGUNDO SOCIO COMERCIAL DE EE. UU. EN 2020
706.499 Unidades
Oscar Albin Presidente ejecutivo de la Industria Nacional de Autopartes.
Analizando las cifras acumuladas entre enero y noviembre de 2020, el presidente de la INA aseguró que México fue el segundo socio comercial de EE. UU. “En el sector de autopartes, de una producción total de 78,212 millones de dólares, se exportaron 64,814 millones en autopartes. De allí el 87.1% se exportó a EE. UU. y un 3.5% a Canadá”, destacó Albin. “En cuanto a la balanza comercial, es decir las exportaciones menos las importaciones de autopartes, se llegó a un valor positivo de 20,562 millones de dólares”, concluyó. Para poder manufacturar esa facturación total en el 2020, se importaron 22,214 millones de dólares en insumos de Estados Unidos, representando el 50% de las importaciones en este sector, lo cual según Albin es un buen dato que “demuestra que las cadenas de valor en el mercado norteamericano se están cumpliendo y estamos haciendo lo propio”. MANUFACTURA AUTOMOTRIZ: PRINCIPAL FUENTE DE EMPLEO EN MÉXICO “En el tema del empleo, la industria de manufactura automotriz en México sigue siendo la principal fuente, incluso por encima de la industria alimentaria” expuso Oscar Albin. “Estamos prácticamente recuperados” dijo, refiriéndose al número de personas ocupadas a final de 2020, con respecto a las cifras presentadas en los meses siguientes a los cierres de las plantas de abril y mayo de 2020, principalmente. “Esto nos permite llevar un diálogo completo y abierto con las autoridades competentes, en todo lo que se pueda dictar de cambios y reformas laborales”, aseguró el dirigente de la ANI. “Estamos iniciando un trabajo conjunto con las Naciones Unidas para la correcta implementación del capítulo laboral del TMEC en la industria automotriz y lo vamos a hacer de la mano de las OEMs y de los autopartistas para cumplir lo que demanda el acuerdo”, concluyó. MM
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¿De dónde provienen las máquinas herramienta que llegan a México?
CIFRAS DE EXPORTACIÓN DE MÁQUINAS HERRAMIENTA HACIA MÉXICO (OEC 2018) - Valores en % del total importado en 2018 (Sistema HS 1992 códigos de 4 y 6 dígitos)
VALOR TOTAL IMPORTADO $ MUSD
USA
ALEMANIA
JAPÓN
COREA SUR
CHINA
TAIPEI
HONGKONG
8462 - Prensas, forjas, dobladoras
601
33,9
9,87
14,5
2,65
1,56
2,07
N/A
845710 - Centros de mecanizado
417
37,2
24,2
22,4
4,66
1,56
3,39
0,2
8515 - Equipo de soldadura
808
46,6
13,4
22,6
3,32
6,68
0,28
0,086
TIPO DE MAQUINARIA
8457 - Máquinas transfer
487
33,4
23,1
20,4
4,15
1,76
2,93
0,17
8461 - Planeadoras, ranuradoras, brochadoras, corte de engranajes, rectificado de engranajes, sierras
106
29,8
25,8
9,11
1,01
10,8
2,24
N/A
8463 - Trefiladoras, laminadoras de roscas
103
21,9
30,2
7,63
2,25
5,51
1,1
N/A
8458 - Tornos manuales
320
28,3
27,7
21,1
4,27
6,69
2,69
N/A
8456 - Corte Láser - EDM y otras de remoción no mecánica
263
44,6
7,97
7,34
2,76
11
2,1
0,14
8459 - Perforado, taladros
124
25,3
16,1
8,82
1,96
8,32
3,88
0,072
CIFRAS DE IMPORTACIÓN DE MÁQUINAS HERRAMIENTA (OEC 2018) - Valores en millones de USD
¿Qué países de Latam importan más máquinas herramienta?
TIPO DE MAQUINARIA (Sistema HS 1992 códigos de 4 y 6 dígitos)
MÉXICO
ARGENTINA
COLOMBIA
CHILE
8462 - Prensas, forjas, dobladoras
601
51,4
19,7
26,4
845710 - Centros de mecanizado
417
15,1
3,23
4,03
8515 - Equipo de soldadura
808
73,2
22,6
52
8457 - Máquinas transfer
487
16,6
4,94
4,08
845811 - Tornos CNC horizontales para metal
177
12,5
2,59
4,71
8461 - Planeadoras, ranuradoras, brochadoras, corte de engranajes, rectificado de engranajes, sierras
106
11,9
3,11
6,19
8463 - Trefiladoras, laminadoras de roscas
103
9,73
2,11
3,52
8458 - Tornos manuales
320
18,6
4,79
12,7
8456 - Corte Láser - EDM y otras de remoción no mecánica
263
33,1
10,5
7,49
8459 - Perforado, taladros
124
7,05
3,39
7,48
845961 - Máquinas de fresado CNC
33,1
0,76
0,4
0,48
N. del E. Datos oficiales disponibles al cierre de esta edición para 2018. MMI actualizará la información para 2019 y 2020, tan pronto esté disponible.
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KNOW HOW
MECANIZADO Y HERRAMIENTAS DE CORTE M E TA L M ECÁ N I CA
MECANIZADO DE INCONEL 718: Una superaleación con aplicaciones cada vez más terrenales
Conozca los detalles para mecanizar este complejo material reduciendo desgaste y evitando defectos de calidad Dr.-Ing. Miguel Garzón Cortesía: Sandvik
El Inconel 718 es una aleación basada en níquel y cromo con sobresalientes propiedades mecánicas que se mantienen incluso a muy altas temperaturas. Su resistencia a la tensión, fluencia, corrosión e incluso a la ruptura por fatiga térmica se mantiene muy elevada incluso a 700°C. Esto hace que sus aplicaciones principales se encuentren en componentes mecánicos como las turbinas aeroespaciales y turbinas de gas. Recientemente se viene incrementando su aplicación en una amplia gama de industrias como la química, médica y de especial interés para nuestra región latinoamericana, la industria automotriz. La tendencia a optimizar el consumo de combustible y reducir el tamaño de los motores, ha llevado a la necesidad de implementar estrategias para lograr más potencia con menos desplazamiento de los cilindros. Y esto conduce directamente al uso de turbocargadores con exigencias cada vez más altas en cuanto a presiones y temperaturas que deben soportar. La fabricación de estos turbocargadores en grandes cantidades para suplir la creciente industria automotriz presenta retos muy interesantes y que se han superado gracias a los esfuerzos de los fabricantes aeronáuticos durante las últimas décadas. El principal de ellos es que las super aleaciones termo-resistentes como el Inconel 718 son muy difíciles de mecanizar.
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LA DIFICULTAD NO SOLO ESTÁ EN LA DUREZA DEL MATERIAL Durante los procesos de corte, diferentes características del Inconel 718 generan cargas termomecánicas muy altas en la herramienta produciendo elevadas tasas de desgaste. Esto, contrario a lo que se oye muy comúnmente en los talleres, no se debe a que estas aleaciones sean especialmente duras. El Inconel 718 tratado térmicamente alcanza alrededor de los 45 HRC, lo cual no es tan alto comparado con muchos aceros endurecidos. El problema principal está en que una gran cantidad del calor generado durante el corte, en lugar de ser disipado por las virutas y en menor grado por la pieza de trabajo, pasa a ser transportado por la herramienta y el refrigerante debido a la baja conductividad térmica de la aleación. Esta última propiedad alcanza a ser hasta cuatro veces menor que la de un acero. Como resultado, mecanismos abrasivos y adhesivos dominan el desgaste dada la alta cantidad de carburos dentro de la matriz metálica y de la tendencia a la adhesión de la gran cantidad de níquel en la aleación: El material se “suelda” en muchos casos al filo de corte, empeorando la condiciones del mecanizado aún más. Como si fuera poco, las mismas condiciones de alta resistencia mecánica a altas temperaturas, y su tendencia
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MECANIZADO Y HERRAMIENTAS DE CORTE
a endurecerse mientras se deforma, hacen que el Inconel requiera mayores fuerzas de corte que un material tradicional, haciendo necesarias herramientas, sujetadores e incluso máquinas más robustas para su mecanizado correcto. REQUERIMIENTOS DEL PROCESO DE FRESADO DE INCONEL 718 Por lo general, al cortar superaleaciones se mantienen las velocidades de corte relativamente bajas con avances por diente moderados para evitar cortar virutas demasiado delgadas. Esto reduce la tendencia del material de la pieza a endurecerse por deformación (por trabajo). Igualmente, para reducir la tendencia a la adhesión de material en el filo, se recomienda fresar en “concordancia” para que la viruta tenga su menor espesor a la salida corte del diente. Se recomienda también usar herramientas de geometría de corte positivo con filos de corte agudos, también
El fresado en concordancia se recomienda para lograr un espesor bajo a la salida del diente de corte. Diagrama: Sandvik
para evitar la adherencia de la viruta al final del corte. Numerosas experiencias tanto de fabricantes de herramientas, como de investigadores en manufactura alrededor del mundo, coinciden en la importancia de mantener la mejor refrigeración posible sobre el filo de corte durante la operación. Para esto, el uso de refrigerante a alta presión
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emitido a través de agujeros dentro de la herramienta de corte genera los mejores resultados en cuanto a rugosidad superficial y reducción de esfuerzos residuales al interior de la pieza cortada. Mantener un filo de corte libre de abultamientos de material, permite obtener piezas con mejor acabado y con mucha mejor presencia de rebabas, por lo que se reducen los post-procesos necesarios, mejorando así la productividad. MENOS PASADAS, MÁS PROFUNDAS La tendencia del Inconel 718 hacia el endurecimiento por deformación y precipitación complican su mecanizado. En el endurecimiento por deformación, el material en la zona de corte se vuelve más duro cuando se somete a la tensión y las altas temperaturas del proceso de corte. En el endurecimiento por precipitación, se forman puntos duros en el material de una pieza de trabajo
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KNOW HOW
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cuando las altas temperaturas activan un elemento de aleación que de otra manera estaba en reposo. En el caso de esta aleación se precipita una fase intermetálica γ´ (Ni3 [Al, Ti]) en la matriz. Con ambos mecanismos, la estructura del material cambia significativamente después de una sola pasada de una herramienta de corte, y una segunda pasada tendrá que cortar una superficie mucho más dura. Una solución propuesta por el fabricante de herramienas Seco, es minimizar el número de pasadas. En lugar de eliminar 10 mm de material con dos pasadas de corte de 5 mm de profundidad, por ejemplo, sería mejor utilizar una pasada a 10 mm de profundidad de corte. En muchas situaciones, el mecanizado de una sola pasada no es posible, pero es el objetivo teórico. Este enfoque también requiere repensar el proceso de acabado, que tradicionalmente implica múltiples pasadas a pequeñas profundidades de corte y velocidades de avance ligeras. Por esta razón se deben buscar posibilidades para aumentar los parámetros tanto como sea posible. Hacerlo puede mejorar la vida útil de la herramienta y el acabado de la superficie. Una profundidad de corte ligeramente más profunda para una pasada de acabado también coloca la parte más afilada del borde de corte debajo de cualquier área de la pieza endurecida por deformación o precipitación. Sin embargo, una pasada de acabado demasiado profunda puede generar vibraciones y afectar negativamente el acabado de la superficie. "Encontrar el equilibrio optimo entre agresividad y precaucion es la clave", aseguran los expertos de Seco. EVITAR LOS MICRODEFECTOS ES CRUCIAL: REMOVIENDO LA CAPA BLANCA Según James Thorpe, jefe global de productos de Sandvik Coromant, hablando sobre el mecanizado de productos en superaleaciones, “el mecanizado de agujeros es el más común de todos los procesos, pero también es al que menos atención se presta. Muchos talleres ven poco motivo en
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La integridad superficial del agujero es una auténtica preocupación de los fabricantes aeroespaciales o de ingeniería general diversificándose a la industria de la automoción. Cortesía: Sandvik
La historia de una pieza: El registro preciso y oportuno del trabajo en cada pieza durante sus procesos de fabricación es una de las preocupaciones en los desarrollos de máquinas herramienta. Siga el código QR para obtener más información acerca de éstahistoria relacionada al control de calidad en el mecanizado de piezas aeronáuticas.
cambiar o actualizar su reglaje de mecanizado de agujeros existente y han estado usando las mismas herramientas y parámetros de corte durante años”. “La mayoría de fabricantes, por ejemplo, están explorando nuevas bases de vendedores y productos. Los talleres que antes se especializaban en áreas específicas ahora están adaptando sus tornos y fresadoras para acomodar una mayor variedad de materiales tenaces y exigentes. A la vez, los fabricantes deben examinar nuevas formas de incrementar sus beneficios y reducir los tiempos de ciclo, sin sacrificar la calidad del producto”, asegura Thorpe. La integridad superficial del agujero es una auténtica preocupación para los fabricantes aeroespaciales o los talleres metalmecánicos que quieren diversificarse y entrar en la industria aeroespacial. Mejorar la calidad del agujero es de vital importancia para evitar el fallo de la pieza y viene, en gran medida, definido por el proceso de fabricación utilizado para mecanizar o acabar los agujeros. Tanto la geometría de la herramienta como la eficiencia en el uso del refrigerante han demostrado que puede ayudar a controlar el conocido efecto de "capa blanca" en las piezas de trabajo. Este efecto hace referencia a una estructura delgada de grano ultra fino que se observa tras mecanizar el componente y que es provocado por el calor de la herramienta. La capa blanca no solo puede cambiar las propiedades de la superficie del material sino que es considerada inaceptable en los procesos de gestión de calidad de los clientes aeronáuticos. (Siga el código QR para leer un artículo detallado sobre fallas generadas por problemas de mecanizado en piezas aeronáuticas). Los fabricantes, por tanto, deben solucionar este problema manteniendo los objetivos de reducir los tiempos operativos totales, eliminando el proceso secundario de mecanizado de acabado que necesitan para remover la capa blanca.
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ELIMINANDO EL PROCESO SECUNDARIO Para el caso del taladrado de piezas aeronáuticas, el proceso secundario se produce tras haber creado el agujero con una broca de metal duro, y puede implicar escariado, ranurado o fresado de penetración para acabar el componente. La fase secundaria se produce principalmente para satisfacer los requisitos de calidad superficial —reduciendo problemas como la capa blanca— más que la precisión dimensional, a excepción del mecanizado de agujeros de tolerancia estrecha. Mediante pruebas realizadas por el fabricante Sandvik Coromant taladrando agujeros en Inconel 718, pudo comprobarse que el uso de brocas con geometrías de filos radiales y curvados (usando una referencia R846) generó menos capa blanca que un agujero fabricado con herramientas de filos rectos y con chaflán (broca R840) con los mismos parámetros de corte. Esto puede explicarse por la mayor fuerza de corte generada por este último tipo de geometría comparada con la primera y que se traduce en mayor cantidad de calor generado por el corte y por ende una mayor afectación térmica de la microestructura. Adicionalmente, fabricantes como Sandvik han generado resultados para el mecanizado Inconel 718 con brocas de tipo CD860-SM, donde ha logrado conseguir una vida útil 180% superior que con las tipo R840. CÓMO ELEGIR EL TIPO DE INSERTO PARA EL MECANIZADO Debido a que la pieza de trabajo puede ser mecanizada antes o después del tratamiento térmico, es claro que esto también afecta la dureza del material y por tanto el mecanismo de desgaste que genera en la herramienta. Al momento de elegir qué tipo de inserto de corte usar, es importante tener en cuenta que en estado endurecido, que para el Inconel 718 se trata de un proceso de envejecimiento (enfriamiento lento después de un tratamiento de solubilización), como se describió anteriormente se presentan altas temperaturas de corte en la herramienta. Desde el punto de vista del inserto, es conveniente elegir ángulos de posición reducidos, matrices de alta dureza y recubrimientos que soporten altas temperaturas. Por el contrario, cuando el material se encuentra en estado revenido, con durezas muy por debajo de los 30 HRC, el Inconel se comporta similarmente a un acero inoxidable. Para esto es necesario elegir insertos de matrices más tenaces que soporten los golpes que generan las virutas cuando se rompen contra los filos de corte. Existen casos en los que el mecanizado se torna inestable, como en el caso de torneado de piezas que tienen aún una coraza proveniente de la fundición. En estos casos se pueden utilizar insertos cerámicos reforzados con filamentos que incrementan aún más la tenacidad. Cualquiera que sea el caso, es fundamental contar con estrategias de mecanizado que mantengan lo más constante posible el espesor de viruta a lo largo de la trayectoria de la herramienta. MM
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PORTADA
MANUFACTURA DE ROTORES POR ECM M E TA L M ECÁ N I CA
EL MECANIZADO ELECTROQUÍMICO (ECM) gana terreno en la industria
Dr.-Ing. Miguel Garzón
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ualquiera que haya examinado de cerca el proceso de ECM sabe que se trata de una tecnología innovadora, incluso si no se trata de un proceso de manufactura reciente. Sin embargo, tal como sucede con la electroerosión (EDM), la capacidad actual de los sistemas de control electrónicos permite llegar a niveles de eficiencia y productividad que antes no eran posibles. Como ejemplo, tenemos el proceso de mecanizado electroquímico por pulsos PECM (por su sigla en inglés). Las bondades de las máquinas de PECM ya se utilizan en las industrias automotriz, aeroespacial y energética, al igual que en ingeniería médica, solo por mencionar algunas.
MECANIZADO SIN CONTACTO Y SIN DESGASTE DE HERRAMIENTAS El ECM es un proceso de mecanizado sin contacto en el que la dureza del material no tiene ningún impacto en la velocidad de avance o la precisión. Básicamente, se pueden procesar todos los materiales conductores metálicos. El espectro abarca desde materiales estándar y aleaciones a base de níquel hasta aleaciones de titanio. Si el material es duro o dúctil juega un papel secundario en el proceso ECM, esta es una de las grandes ventajas de esta tecnología. El hecho de que el proceso se base en un proceso electroquímico, en el que los iones metálicos que se desprenden de la pieza de trabajo se combinan con pares pertenecientes al electrolito y no a la herramienta (cátodo), no se tiene ningún desgaste de la misma. Esto a su vez contribuye a unos costes de producción muy bajos. Adicionalmente, el proceso resulta en superficies de alta calidad, que pueden alcanzar hasta Ra 0,2 µm. Incluso se pueden reproducir geometrías 3D de alta complejidad complejas con relativa alta precisión. Generalmente en este campo, usando el proceso de PECM se puede hablar de valores cercanos a los ± 20 µm. En cuanto a productividad, se puede hablar de velocidades de avance de hasta 5 mm/min en en condiciones de desbaste. En promedio, en maquinaria de última tecnología se alcanzan de 0,1 a 0,2 mm/min en el mecanizado de acabado. Con el mecanizado electroquímico, se puede lograr una alta eficiencia económica para volúmenes unitarios de medios a altos mediante el mecanizado plano de componentes o el mecanizado paralelo de varios componentes, teniendo en cuenta el hecho de que las piezas salen con un excelente acabado y sin rebabas, directamente del proceso.
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MANUFACTURA DE ROTORES POR ECM
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Por último, pero no menos importante, la tecnología es muy flexible. Por ejemplo, los tiempos de ciclo se pueden acortar con equipos escalables, o como lo mostraron fabricantes como EMAG en equipos de la serie PI durante la pasada feria EMO en Hannover, el sistema se puede actualizar a la automatización completa para el transporte automático tanto de herramientas, como de piezas de trabajo. EL ECM COMO ALTERNATIVA AL MECANIZADO CONVENCIONAL Según Daniel Plattner, del departamento de ventas técnicas de EMAG, “por regla general, nuestros clientes buscan una alternativa al mecanizado convencional, ya que es demasiado elaborado por diversas razones y, por tanto, demasiado caro”, explica Plattner. "Somos capaces de cubrir muchas consultas que recibimos gracias a las tecnologías de perforación ECM, brochado ECM y avellanado ECM. "Esta es precisamente la razón por la cual los especialistas de EMAG ECM han desarrollado una solución de producción a medida a un precio atractivo: la nueva PI 800. Los usuarios pueden elegir entre dos modelos: el módulo PECM con oscilador y el módulo de penetración La serie PI viene con una huella de solo 5,5 m2, incluida ECM, ambos para el mecanizado simultáneo de varias la filtración. Utiliza soluciones modulares adoptadas piezas idénticas. Cada módulo está construido sobre una para reducir costos, con la posibilidad de producir pulbase de máquina hecha de hormigón polímero que tiene sos de hasta 6000 A en su versión de PECM. Al mismo propiedades óptimas de amortiguación de vibraciones y tiempo, se diseñó para lograr un máximo en rigidez, contribuye a la alta precisión de los módulos. Las guías sobre todo para los módulos de mecanizado. Gracias lineales con sistemas de medición absolutos, que garantia esto se logra que el proceso de ECM se ejecute con zan una alta rigidez y precisión durante las operaciones de precisión, eficiencia y confiabilidad. Cortesía: EMAG mecanizado, se fijan a la base de la máquina. En general, los especialistas en ECM de la empresa alemana prevén grandes oportunidades para su tecnología en el futuro. Esto, por ejemplo, también se aplica de cara a la electromovilidad emergente en Asia, América y Europa: según Plattner, "cuando la industria automotriz o sus proveedores planifican nuevos proyectos de producción para los que confían en flujos de trabajo eficientes, en muchas áreas de aplicación no hay forma de evitar el ECM o PECM. Por un lado, el proceso simplifica el proceso de mecanizado general de componentes complejos con geometrías exigentes. En este contexto, los costes de producción pueden reducirse notablemente. Por otro lado, la eliminación electroquímica del material asegura una calidad de componente muy constante. Creemos que estas ventajas marcarán la diferencia". APLICACIONES Mecanizado del blisks con PECM Las exigencias en la construcción de motores aeronáuticos están aumentando. La eficiencia de las turbinas debe optimizarse continuamente y esto se consigue, entre otras cosas, con velocidades y relaciones de presión más elevadas. Sin embargo, esto aumenta la carga en el impulsor del compresor. Ésta es otra razón por la que el rotor se fabrica a menudo como un componente integral (álabes integradas al disco: blisk, por su abreviatura en inglés) a partir de materiales de alta resistencia mecánica y térmica a base de níquel o incluso de titanio. Pare esto se requieren nuevos procesos como el PECM. El proceso garantiza un bajo o nulo desgaste de la herramienta y una alta repetibilidad con muy buena calidad superficial. Además, no hay formación de rebabas. Para el mecanizado general de los blisks, fabricantes como EMAG aconsejan dividirlos en un proceso de desbaste (ECM) y un proceso de acabado (PECM). La configuración de parámetros electrónicos de potencia se adaptan a cada caso particular para optimizar el proceso.
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MANUFACTURA DE ROTORES POR ECM M E TA L M ECÁ N I CA
Turbocargadores cada vez más potentes En el mundo automotriz, la tendencia se mueve hacia la fabricación de motores cada más pequeños con mayor potencia. Para esto, los turbocompresores cobran cada vez más importancia. Como resultado: los componentes centrales del turbocompresor, como la rueda de la turbina o el rotor de la turbina, deben producirse de manera más eficiente en grandes cantidades con materiales difíciles de mecanizar como el Inconel, donde los procesos convencionales alcanzan sus límites y abren paso al uso de procesos como el ECM. APLICACIÓN DE NUEVAS TECNOLOGÍAS: IMPRESIÓN 3D + ECM En entrevista otorgada por Richard Keller, experto de EMAG en ECM, durante la última feria EMO 2019 se le preguntó si existe una aplicación en la que se superpongan la la impresión 3D y la tecnología ECM. “Sí, de dos formas. Por un lado, utilizamos la tecnología de impresión 3D nosotros mismos para fabricar nuestras herramientas con canales de lavado interno (cátodos). Por otro lado, el proceso ECM ya se está utilizando hoy para postprocesar componentes impresos en 3D”, comentó Keller.
Corte de un turbocargador automotriz. Cortesía: EMAG
Por otro lado, a menudo, la calidad de la superficie o la precisión de los componentes impresos no cumple los requisitos impuestos a las piezas de trabajo individuales. Por lo que complementó el experto: “Aquí es donde entra en juego nuestro proceso ECM sin contacto y térmicamente neutro. Permite un post-procesamiento eficiente de áreas superficiales completas en un solo paso al bajar un cátodo de herramienta de forma correspondientemente negativa sobre la superficie a procesar, por lo que la geometría de la herramienta se transfiere a la pieza de trabajo”.
Es importante resaltar que el ECM no genera afectación térmica en la microestructura del material, por lo que evita fallas futuras de los componentes por esfuerzos residuales. Cátodo Herramienta Electrolito
Fuente de Potencia
Pieza de Trabajo Ánodo
Principio ECM. Cortesía: EMAG Mecanizado de splines en rotores, mediante brochado por PECM en el módulo con oscilador de la máquina PI800 de EMAG. Cortesía: EMAG
KNOW HOW: ¿CÓMO FUNCIONA EL PROCESO PECM? El mecanizado electroquímico (ECM) se basa en la disolución anódica local de piezas metálicas. El cátodo es la herramienta, mientras que el ánodo es la pieza de trabajo. El espacio de trabajo relacionado con el proceso entre los electrodos se limpia con un líquido electrolítico para garantizar el flujo de corriente eléctrica. La pieza de trabajo se disuelve emitiendo iones metálicos en el electrolito debido al intercambio de carga eléctrica. El ECM tiene varias ventajas. Su principal ventaja de ECM es la alta tasa de eliminación y la independencia de la resistencia y dureza del material. Otra ventaja es la ligera influencia sobre la microestructura. Un desarrollo adicional de ECM es el mecanizado electroquímico pulsado (PECM). Esta tecnología se caracteriza por la aplicación de corriente continua pulsada. Entre los pulsos de corriente se realiza el lavado del electrolito, lo que ofrece un buen suministro de electrolito fresco y,
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Cátodo
Ánodo
Ánodo
Ánodo
Ánodo
Pieza
Pieza
Pieza
Pieza
s,I
t1
t1
I
t1
t1 Δs
I(t) Δz
Herramienta
Cátodo
Cátodo
Herramienta
Herramienta
Cátodo
Herramienta
Electrolito
Cátodo
Herramienta
Electrolito
Cátodo
Electrolito
Cátodo
Herramienta
Herramienta
Electrolito
Cátodo
Herramienta
por lo tanto, condiciones de procesamiento casi constantes. En este estudio, se aplica una oscilación mecánica adicional del cátodo de la herramienta, como se ilustra en la figura. En el paso I, el cátodo de la herramienta y la pieza de trabajo están alineados entre sí con un gran espacio y una gran cantidad de electrolito fluye a través del espacio de trabajo. El cátodo se dirige hacia la pieza de trabajo anódica y la oscilación de la herramienta se encuentra en la posición más alta. En el paso II, la oscilación del cátodo ha alcanzado su posición más profunda. Se inicia un pulso de voltaje. Es en este punto donde el espacio de trabajo es mínimo y se remueve material del ánodo siguiendo el contorno de la herramienta de una manera muy precisa. Solo una pequeña cantidad de electrolito fluye a través del pequeño espacio. Posteriormente, en el paso III, el cátodo se mueve hacia
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MANUFACTURA DE ROTORES POR ECM
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I(t)
s(t)
II
atrás y se aumenta el espacio de trabajo. Esto conduce a un aumento en la velocidad de descarga del electrolito, lo que garantiza la eliminación de los productos de la reacción: el electrolito utilizado y el calor. Desde el siguiente paso se renueva el electrolito y se continúa con el proceso. Esto permite que el PECM con una herramienta
III
IV
t
oscilante aumente aún más la calidad superficial alcanzable y la precisión del proceso. MM Fuente: Hackert-Oschätzchen, M., Lehnert, N., Martin, A., Meichsner, G., & Schubert, A. (2016). Surface Characterization of Particle Reinforced Aluminum-matrix Composites Finished by Pulsed Electrochemical Machining. Procedia CIRP, 45, 351–354. doi:10.1016/j.procir.2016.02.078
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GESTIÓN DE PRODUCCIÓN
MANUFACTURA DEL FUTURO M E TA L M ECÁ N I CA
MANUFACTURA ADITIVA COMO HABILITADOR de cadenas de suministro flexibles Dr.-Ing. Miguel Garzón
La industria global en 2021 ha sido impactada a causa de la escasez de semiconductores. Es una señal de alerta más que nos debe impulsar hacia la generación de cadenas de suministro más flexibles y robustas en las que sea posible reaccionar ante problemas como los vividos durante esta pandemia.
S
egún Richard Barnett, director de mercadeo de Supplyframe, un proveedor de DSI, inteligencia de diseño a la fuente - Design-to-Source Intelligence, por su sigla en inglés) para la cadena de valor global de productos electrónicos, al igual que de soluciones para transformar la adquisición directa de materiales y la introducción de nuevos productos, dijo que se espera que aproximadamente el 80% de las empresas de fabricación automotriz global experimenten un déficit de producción a medida que se
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reduzca la cadena de suministro de semiconductores. En México, por ejemplo, General Motors (GM) extenderá alrededor de un mes la suspensión de la producción en tres de sus fábricas debido a la escasez de microchips que afecta al sector. Inicialmente, se había planeado cerrar las plantas por siete días a partir del comienzo de febrero, pero para el cierre de esta edición, se ha anunciado que la suspensión de trabajos en sus fábricas de Fairfax, Kansas, Estados Unidos; Cami, Canadá, y San Luis Potosí, México, se extenderá hasta una nueva evaluación a mediados de marzo, según la compañía. De similar manera ha sucedido con Audi, en Puebla, quien ha debido reducir sus turnos de trabajo debido a las restricciones en el suministro de partes electrónicas esenciales. RESTRICCIONES EN EL TRANSPORTE NAVAL Y AÉREO CONTINUARÁN Acorde con una encuesta reciente del portal Freightos. com, especializado en el tema de transporte de carga, el 77% de los importadores pequeños y medianos que utilizan la plataforma experimentaron interrupciones en el envío como resultado del COVID-19. Y como se ven los datos, no se espera que estas condiciones cambien en el primer trimestre de 2021. “La fabricación china sigue en auge y los consumidores estadounidenses gastan más en productos importados. Se espera que el aumento en los volúmenes de importación y la congestión en los puertos estadounidenses dure al menos hasta el 1T21, lo que continuará eliminando el suministro efectivo del mercado y presionando al alza las tarifas ”, según el último reporte de Jefferies.
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En las primeras semanas del año, las tarifas en algunas rutas marítimas subieron, otras bajaron, la capacidad de carga aérea se redujo como resultado de la suspensión de los viajes de pasajeros y el transporte terrestre se mantuvo volátil. Si bien los aumentos de tarifas han sido modestos en lo que ha corrido del año (exceptuando, del repunte del 21% de los precios de los fletes de mediados de enero) los precios de los fletes siguen siendo extremadamente elevados: 170% más altos que en esta época del año pasado. Con esencialmente toda la capacidad disponible ya activa, es probable que la volatilidad reciente continúe durante la primavera de 2021, con una congestión severa, retrasos, escasez de equipos y tasas altas que persistan hasta que la demanda disminuya, “lo que solo puede ocurrir una vez que la pandemia esté bajo control”, explica el análisis de Freightos.
MANUFACTURA DEL FUTURO
DIVERSIFICAR GEOGRÁFICAMENTE Y ASEGURAR MÚLTIPLES FUENTES: UN CASO PARA LA DIGITALIZACIÓN Y FLEXIBILIZACIÓN DE LA MANUFACTURA La digitalización de la manufactura en una parte necesaria de una transformación mayor . La transformación de todo el ecosistema industrial hacia uno que está virtualizado y digitalizado. Los fabricantes metalmecánicos deben ser capaces de reducir riesgos, mejorar y predecir el desempeño de sus procesos utilizando las herramientas disponibles de monitoreo y control de la Industria 4.0. Esto permitirá tener una visión más clara de cómo convertir sus cadenas de suministro en redes inteligentes de generación de valor con combinaciones eficientes entre manufactura globalizada y local. De esta manera se optimizan recursos mejorando los ciclos locales
GESTIÓN DE PRODUCCIÓN
de materiales, reduciendo tiempos y riesgos asociados a la entrega final. Una de las tecnologías que mayor potencial presenta para este tipo de planteamiento es la manufactura aditiva. Aunque esta no es la solución aún para la fabricación en masa de millones de unidades, sí permite la producción flexible de lotes pequeños a medianos impulsada por la demanda - una tendencia que definitivamente se ve en la personalización de los productos. Adicionalmente, es una tecnología que permite actualizar y mejorar un producto rápidamente con respecto a su complejidad, integración de funciones o en cuanto a su diseño estructural para reducción de peso. En una cadena de generación de valor, donde el diseño de un producto puede ser generado de manera central en un sitio y enviado a una red de sistemas de impresión 3D alrededor del mundo, reduce significativamente costos de almacenamiento y de logística.
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GESTIÓN DE PRODUCCIÓN
MANUFACTURA DEL FUTURO M E TA L M ECÁ N I CA
Propuesta de una fábrica para la manufactura aditiva de piezas metálicas. Cortesía: EOS GmbH
Hoy en día esto se hace cada vez más posible gracias a la interconexión de las máquinas en redes IIoT (Internet industrial de las cosas, por su sigla en inglés), gracias a las cuales el conjunto completo de equipos de producción aprende de las “experiencias” de los otros alrededor del mundo para optimizar autónomamente los parámetros de producción.
MANEJO DE PIEZAS DE REPUESTO BAJO DEMANDA CON MANUFACTURA ADITIVA DISTRIBUIDA La división de fabricación de buses de Daimler, Evobus, mantiene cerca de 380,000 piezas de repuesto en sus bodegas todo el tiempo. Esto se debe a la continua expansión de su portafolio de modelos, para los cuales el depar-
¿CÓMO MITIGAR LOS EFECTOS DE LA DISRUPCIÓN EN LAS CADENAS DE SUMINISTRO?
Planes de gestión de riesgos Las empresas manufactureras deben incluir entre sus planes los siguientes tres puntos para mitigar los efectos de la disrupción en las cadenas: • Diversificar geográficamente las cadenas de suministro. • Asegurar materias primas clave de múltiples fuentes. • Implementación de sistemas de inventario.
Enfocar la atención en las redes de abastecimiento • Los OEM y los proveedores de nivel 1 deben mejorar las comunicaciones con proveedores clave de Nivel 2 y más. Trabajando en planes de contingencia y alternativas para mantener las plantas funcionando con la máxima eficiencia dentro de las probables limitaciones del lado de la oferta. • Mayor atención al estado del inventario en el proveedor. ubicación, programas de producción de proveedores y estado de los envíos de proveedores proporcionarán una alerta temprana de escasez y permitir que los proveedores de nivel superior respondan en consecuencia. • Empresas que no están conectadas electrónicamente a key proveedores directos y tener datos en tiempo real sobre el inbound flujo de productos y materiales, debe moverse rápidamente a implementar esos programas para acceder a los datos y mejorar capacidades de gestión y toma de decisiones.
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MANUFACTURA DEL FUTURO
están evaluando proyectos concretos con clientes “en los cuales el precio por cm3 en la impresión 3D de metal puede ser reducido de 1 - 4 EUR que cuesta en la actualidad a menos de 50 centavos”. A lo que agregó, “Si este paso se convierte en realidad, se alcanzará el umbral que permitirá implementar una ola de nuevos
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componentes de manera económicamente viable. Además, la manufactura aditiva distribuida será más sostenible gracias a la producción local para local más regionalizada, que no solo es un factor de ahorro de costos sino también de imagen, no solo para la industria automotriz”, concluyó. MM
Pieza de repuesto fabricada por manufactura aditiva para Daimler. Cortesía: Daimler AG
tamento de servicio al cliente y piezas de repuesto (CSP) debe garantizar que se puedan conseguir refacciones para todos sus buses por más de 15 años. Debido a la cadena de fabricación actual y las políticas de cantidad mínima de órdenes de producción, muchas veces se producen más piezas de las necesarias. Existen casos donde se hace necesario fabricar al menos 100 piezas cuando el pedido del cliente es solo de una. Evobus se encuentra en un proyecto de implementación de manufactura aditiva distribuida con la firma EOS GmbH, con quienes han identificado más de 2000 piezas con potencial de ser fabricadas por manufactura aditiva de plástico y de metal. En la actualidad, ya hay varios miles de piezas en uso. Según las declaraciones de Ralf Anderhofstadt, gerente del proyecto CSP 3D Printing en Evobus, inicialmente han comenzado con una producción centralizada, pero el uso futuro de impresoras con sus organizaciones en el campo está siendo directamente evaluado en el proyecto. Y es que la industria automotriz, particularmente demandante en cuanto a tiempos de entrega y calidad, lo es también respecto a los costos finales de producción. Respecto a esto, el Dr. Marius Lakomiec, gerente del equipo de soluciones digitales para manufactura aditiva en EOS GmbH, asegura que en este momento
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HISTORIAS EN METAL
ACABADOS SUPERFICIALES M E TA L M ECÁ N ICA
DESARROLLO A LA MEDIDA EN SISTEMAS PARA RECUBRIMIENTOS SUPERFICIALES Una conversación con Pedro Castillo de TTX México MMI tuvo una interesante conversación con el Ingeniero Pedro Castillo, Managing Director de Therma-Tron-X (TTX) para México & LATAM. Castillo es Ingeniero mecánico administrador y tiene una maestría en sistemas de manufactura, ambos del ITESM Tecnológico de Monterrey. Además de numerosas certificaciones en diversos aspectos técnicos y administrativos, ha estado involucrado en la industria metalmecánica por más de 20 años. Por: Dr.-Ing. Miguel Garzón
T
TX es una empresa americana familiar que tiene más de 50 años en la industria, con más de 3,300 sistemas instalados en 4 continentes, y que ha registrado más de 30 patentes industriales. En México tiene presencia desde hace 25 años aproximadamente. Desde el año 2018 se establece TTX México, para desde allí dar servicio al país y a toda Latinoamérica. Además de México, TTX tiene clientes en otros países como Costa Rica, Nicaragua, Colombia, Argentina, Perú, Ecuador y Brasil a donde se brinda servicio, desde San Pedro Garza García, N.L. “En TTX, nosotros diseñamos, fabricamos, instalamos, y damos servicio post venta, de sistemas automatizados de acabados superficiales y recubrimientos. También desarrollamos y fabricamos sistemas de manejo de materiales, esto es llevar una pieza, una parte lo que sea de un lado a otro, ya sea de manera aérea o terrestre”, describió Pedro Castillo.
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Horno de Curado con Tecnología de Infrarrojo. Cortesía: TTX
UNA EMPRESA DE DESARROLLO EN INGENIERÍA Basados en su experiencia en los sistemas de acabado, TTX desarrolló un spin-off para ofrecer sistemas de tratamiento de agua y residuales. La empresa también tiene una división de hornos de alto desempeño para tratamientos especializados, al igual que cuentan con desarrollo de soluciones de Industria 4.0 que están relacionadas a todas las anteriores que he mencionado. “TTX tiene cabida en muchas industrias, más allá de la industria de acabados superficiales, tienes entrada en muchas otras industrias con las diferentes unidades de desarrollo que se hacen, por ejemplo en tratamientos de aguas, industria química, industria alimenticia, industrias no necesariamente que recubren partes. Con el sistema de manejo de materiales, estás abierto a toda clase de empresas de toda clases de industrias y con i4.0 estás más enfocado a los productos que vengan detrás de todo esto”, aseguró el directivo. PANORAMA DEL MERCADO AUTOMOTRIZ EN MÉXICO Según Pedro Castillo, la actualidad del mercado es muy dinámica, “hay mucho movimiento, los clientes que tenemos actualmente, a quienes damos servicios están muy activos. Vemos muchas inversiones que llegan a México y a Latinoamérica, inversiones que vienen de Europa, de
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ACABADOS SUPERFICIALES
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Asia, eso es lo que hemos estado observando”. A lo que agrega: “Las inversiones de Estados Unidos, están en un punto donde toda la situación sociopolítica, socioeconómica que vivimos también hace que muchas empresas hagan una pausa para revisar bien el último dato que se presenta para ver si continúan o se mueven”. Con respecto al T-Mec y la industria automotriz, el directivo analiza cómo estaba planteada anteriormente con el TLC de una manera. Asiáticos y europeos obtuvieron mucho beneficio a través de México al reducir impuestos y restricciones al ingresar autos a Estados Unidos, incluyendo alguna parte hecha en México. “Ahora es distinto, porque ya se ha establecido un poquito la balanza al decir: bueno, somos iguales, somos un bloque y entonces los que están invirtiendo dicen ¿cómo nos movemos?, y ahora al vernos iguales se preguntan ¿dónde está el avance tecnológico?, ¿dónde está la capacitación? Hay empresas que ven en esto un futuro”, continuó Castillo, “ven la capacidad y deciden invertir en sus propios centros de desarrollo. Han estado viendo como localmente poder generar sus nuevos productos o sus nuevas versiones y eso es lo que garantiza en muchas ocasiones que un producto llegue para quedarse”. Según el directivo de TTX, la diferencia entre las empresas que fabrican en el exterior solamente basadas en reducción de costos y las que deciden fabricar y desarrollar localmente, es que estas últimas “se estable-
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Proceso de pintura en polvo manual con transportador automático. Cortesía: TTX
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HISTORIAS EN METAL
ACABADOS SUPERFICIALES M E TA L M ECÁ N ICA
cen y además, buscan dejar un semillero local de desarrollo de investigación de cómo mejorar, de cómo crear, de cómo hacer”, explicó. Los productos de TTX están presentes desde las OEMs, Tier 1 y Tier 2. Desde allí el directivo de la firma ha logrado recolectar experiencia valiosa e interesante de cómo funciona en parte el mercado de suministro para las ensambladoras automotrices. “Lo que hemos observado, y esto es algo muy llamativo, sobre todo en México, es que empresa que entra y decide dar servicio, crece. Crece porque crece. Empieza con una línea pequeña, y siempre les decimos: Vas a crecer, vas a llenar la capacidad de esa línea tan rápido que ya vas a ir buscando la segunda y en la segunda vas a ver que la vas a terminar de arrancar y ya vas a estar llenando la capacidad. ¿Por qué? En esto
Pedro Castillo Managing Director para México & LATAM
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“Empresa que entra y decide dar servicio crece porque crece”
Sistema de grúas programables para proceso de pretratamiento y E-Coat. Cortesía: TTX
Planta de diseño y fabricación de equipos y sistemas automatizados. Cortesía: TTX
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hay un tema relacionado a la presión de las OEM hacia las T1 y T2, de costos, de calidad y demás y a veces los tiene moviendo la misma producción entre los proveedores”, comentó Castillo. “Muchas veces cuando un cliente compra un equipo, y gana un contrato, resulta que este contrato viene de alguien más y ahí se le hizo un hueco, entonces a veces puede llegar a ser un poco mentiroso, porque vemos que ellos están creciendo porque hay más empresas. Pero el hecho de que se multipliquen las empresas no es sinónimo de que la industria o la economía esté creciendo, muchas veces tendrán un hueco en otro lado. Esa otra empresa a la que se le generó un hueco tuvo que irse a otra industria a traer otro tipo de cosas”. A lo que complementó Pedro: “Hemos observado momentos donde sí efectivamente crece la demanda y crece todo, pero mucho de lo que hemos visto es ese reacomodo de empresas, de cómo van retomando sus nuevos proveedores de aquí a allá y se pone interesante el asunto”. En cuanto a la implementación de sus productos en países fuera de México, Castillo comenta sobre su experiencia en Colombia en el creciente mercado de las motocicletas. “Hemos tenido mucho contacto de manera industrial con las motocicletas. Hay una gran cantidad de marcas que se fabrican en Colombia y que van a otras partes. Ha habido mucho interés y mucha inversión precisamente en optimizar los procesos de pintura, para ofrecer mayor calidad con menores insumos y sobre todo para agilizar la altísima demanda de productos y que además eso les permita seguir atrayendo. Nosotros estamos muy conscientes de las necesidades de cada una de las geografías y en cada una de ellas nos especializamos para precisamente dar soluciones”, concluyó. APLICACIONES AERONÁUTICAS TTX México ha trabajado desarrollando soluciones únicas de recubrimientos superficiales a empresas aeronáuticas de diferentes tamaños tanto en Estados Unidos como en
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HISTORIAS EN METAL
México. “En la industria aeronáutica, la rama comercial es muchísimo más demandante y muchísimo más estricta que la militar. Hemos diseñado equipos a la medida, no solamente una solución de un producto, sino también participado en los ajustes de la química y del proceso necesario. Nosotros diseñamos un equipo de la mano con el proveedor de la química para el recubrimiento. El día de hoy, es el único que existe en la industria de la aeronáutica que lo hace de manera automatizada, sin tener que involucrar a personas para hacer el recubrimiento de las partes. Gran parte del costo tan alto de la industria aeronáutica, que también hace que se salga de un país como Estados Unidos o de Europa y que se vaya hacia países Asiáticos, a México, Latinoamérica para fabricar muchas partes, es porque requiere mucha mano de obra o la mano de obra es intensiva. Pero en la parte del recubrimiento de componentes internos logramos cumplir que satisfagan todos los requerimientos de la federación y lo hemos hecho ahí”, declaró Pedro Castillo.
Según Castillo, en TTX no se fabrican productos de catálogo. "No es que se haga algo prefabricado y que tú le digas a tu industria: ¿sabes qué? yo aquí ya tengo un diseño establecido, vamos a ajustar tu problema a esta solución y nosotros la decoramos".
Sistema de Tranportador monorriel para proceso de E-Coat. Cortesía: TTX
TTX México es miembro de la Asociación Mexicana de Industriales de Acabados Superficiales (AMAS). Para el director general de TTX pertenecer a la asociación desde su llegada al país ha sido de gran importancia. “Nos ha ayudado a conocer mejor el mercado, a la gente que trabaja en México, a los empleados de TTX en México a relacionarse a través de las exposiciones que organizan, de las capacitaciones que ofrecen. Ha sido una guía para poder ubicarse mejor, entender la situación del país, hemos aprendido mucho”, comentó Castillo. “La asociación ha realizado una labor que precisamente los lleva a todos sus miembros unidos como país a crear una fortaleza técnica”, complementó. Según su apreciación, el nuevo consejo y directiva de la AMAS ha acertado en su enfoque de trabajo en conjunto entre sus agremiados. “Lo que esperamos nosotros de la asociación es que continúe esa labor de seguir uniendo a la industria, seguimos viendo que nos necesitamos todos. Sobre todo porque convivimos a diario con competidores que también invierten en el país, andamos en lo mismo, pero somos colegas, no se trata de desaparecer uno al otro, se trata de que todos subsistamos y fortalezcamos la industria, porque así hay más trabajo para todos”, concluyó el directivo. MM
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EVENTOS
HANNOVER MESSE 2021
M E TA L M ECÁ N ICA
Cortesía: Deutsche Messe
EDICIÓN DIGITAL DE HANNOVER MESSE Una cita del 12 al 16 de abril de 2021 Innovación, relacionamiento y orientación en la era de la transformación industrial
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a pandemia del Coronavirus ha acelerado la digitalización de la industria. Al mismo tiempo, ha expuesto la vulnerabilidad de las cadenas de suministro globales. El mundo está viviendo en este momento un recorte en el suministro de semiconductores que tiene detenidas muchas plantas automotrices y de productos electrónicos de consumo masivo. En medio de una agitación sin precedentes, la industria se enfrenta a una pregunta crucial: ¿Qué estrategias, medidas y asociaciones garantizan la competitividad? La edición digital de la feria de Hannover, asegura proporcionar respuestas al respecto. “Las empresas industriales tienen que llevar a cabo en unos meses lo que de otro modo hubiera llevado años”, dice el Dr. Jochen Köckler, director ejecutivo de Deutsche Messe AG. “Esto requiere una plataforma donde se puedan discutir los desafíos, presentar soluciones y expandir las
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redes, que es exactamente lo que es la Edición Digital de HANNOVER MESSE. Incluso en tiempos del Coronavirus, la feria comercial líder mundial en tecnología industrial sigue siendo la plataforma central para las innovaciones y soluciones que rodean la transformación industrial”. La edición digital de HANNOVER MESSE, a realizarse entre el 12 al 16 de abril de 2021 y que presenta una exposición, una conferencia y la creación de redes, se centra en las necesidades de los visitantes. “Creamos gran valor agregado para nuestros expositores porque nuestra plataforma crea el mayor beneficio máximo para sus clientes”, explicó Köckler. EXPO: ESPACIO PARA LAS INNOVACIONES En el área de la EXPO, los visitantes tienen acceso directo a una amplia descripción general de los productos de los expositores. Las aplicaciones en el mejor de los casos, los videos tutoriales, las transmisiones en vivo y los videochats les permiten no solo conocer soluciones específicas para optimizar sus procesos, sino también entablar un intercambio directo con las empresas expositoras. CONFERENCIA: ESPACIO PARA LA INSPIRACIÓN El programa de conferencias de HANNOVER MESSE Edición digital comienza el lunes 12 de abril y se centra en cuestiones de política económica: ¿Qué efecto tiene el Coronavirus en la globalización? ¿Qué papel juega Europa en el concierto de las potencias mundiales? ¿Cómo cambiarán las relaciones transatlánticas después de la era Trump? La canciller alemana, Angela Merkel, abrirá la edición digital de HANNOVER MESSE. De martes a jueves, la atención se centra en las innovaciones y soluciones tecnológicas. ¿Qué papel juega la IA (Inteligencia Artificial) en la industria? ¿Cómo pueden
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HANNOVER MESSE 2021
META LM ECÁ NICA
EVENTOS
El congreso de carrera de WomenPower se celebra el viernes 16 de abril bajo el lema “RESET.RETHINK. RESTART” (Reconfigurar, repensar y volver a comenzar). El programa incluye talleres, paneles de discusión y nuevas soluciones de redes.
Dr. Jochen Köckler, director ejecutivo de Deutsche Messe AG. Cortesía Deutsche Messe
los datos generar valor añadido? ¿Qué potencial ofrece el hidrógeno a la industria? Desde casos de uso específicos hasta estrategias de futuro a largo plazo, los ponentes en el área de CONFERENCE inspiran a los visitantes con ideas y visiones y proporcionan métodos concretos para sus empresas. Los presentadores incluyen a la leyenda de la IA Toby Walsh; Eugene Kaspersky, fundador de la empresa de seguridad informática Kaspersky Lab; y Claudia Kempfert del Instituto Alemán de Investigaciones Económicas.
NETWORKING: ESPACIO PARA LA INTERACCIÓN Todos los visitantes de HANNOVER MESSE Digital Edition pueden contactar directamente a expositores, ponentes y otros visitantes. Una página de entrada personalizada respalda esto con un panel correspondiente que muestra las empresas, oradores y participantes relevantes para el visitante respectivo. Desde allí, el visitante puede iniciar una solicitud de contacto directo y luego conectarse a través de chat o videollamada. EDICIÓN DIGITAL DE HANNOVER MESSE Bajo el tema central “Transformación industrial”, los pioneros presentan sus ideas y tecnologías para las fábricas, los sistemas de energía y las cadenas de suministro del futuro. Los temas principales incluyen plataformas digitales, Industria 4.0, seguridad de TI, producción sin emisiones de CO2, IA, construcción liviana y Logística 4.0. Conferencias y foros completan el programa. Indonesia es el país asociado en 2021. MM
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CAD CAM
INCREMENTO DE PRODUCTIVIDAD M E TA L M ECÁ N I CA
ESTRATEGIAS CAM PARA CARGA CONSTANTE
de viruta en 5 ejes
Los nuevos algoritmos ofrecidos por fabricantes de software CAM disminuyen el desgaste de la herramienta y aumentan la calidad de las piezas mientras reducen tiempos de operación
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a complejidad geométrica, sumada a los requerimientos de precisión de las piezas aeronáuticas que se están desarrollando hoy en día, hacen necesario el uso de tecnologías potentes que puedan hacer realidad las ideas innovadoras de los diseñadores. En esto, el software CAM (manufactura asistida por computador, por su sigla en inglés) tiene una gran responsabilidad al ser la herramienta que calcula las trayectorias óptimas de las herramientas de corte para lograr fabricar las intrincadas geometrías en tiempos competitivos. Una de las estrategias CAM más importantes en la actualidad es el mecanizado que garantiza una carga constante de viruta sobre cada filo de corte de las herramientas. Comúnmente conocida como carga constante de viruta, esta tecnología de trayectoria aumenta la vida útil de la herramienta y la capacidad de cortar materiales difíciles de mecanizar, como el Inconel, el cobre y el titanio que se encuentran con tanta frecuencia en los componentes aeroespaciales, de manera más rápida y sencilla.
esta se mantenga lo más consistente posible durante todo el corte. A diferencia de las trayectorias de herramienta estándar en forma de "offset" que esencialmente reflejan la forma de la pieza a medida que la herramienta se mueve a lo largo del proyecto, el motor de cálculo del software no funciona únicamente usando los límites del modelo. En cambio, utiliza esa información, junto con el conocimiento de lo que se ha cortado y lo que queda, para asegurarse de que el movimiento en sí sea lo más eficiente y seguro posible, evaluando las condiciones y ajustándose en consecuencia. En casos óptimos, toda la longitud de la flauta de la herramienta se acopla con el material, minimizando los repasos y cortes de aire, aliviando las tensiones en la herramienta, la pieza y la máquina a medida que los avances y las velocidades de corte aumentan.Las piezas de paredes delgadas y de tolerancia estrecha, como las que forman el núcleo en forma de panal dentro de la pared de un avión, pueden mecanizarse fácilmente aprovechando todas las capacidades de un centro de mecanizado de 5 ejes y las herramientas adecuadas. Con 5 ejes, los operadores pueden ejecutar piezas complejas con una fracción de las configuraciones utilizadas con 3 ejes. Esto no solo reduce el tiempo de ciclo; reduce la posibilidad de error humano durante el proceso. Los ángulos de la herramienta se pueden programar en las trayectorias de la herramienta para garantizar un corte preciso de los bordes afilados que forman la forma predeterminada de las piezas en forma de panal, lo que
COMPENSACIÓN INTELIGENTE DE LAS TRAYECTORIAS Los algoritmos programados en el software CAM evalúan el movimiento de la herramienta en relación a la carga de viruta que soporta en todo momento, y ajusta constantemente la trayectoria de los cortadores para que
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permite que las máquinas cambien automáticamente la herramienta en lugar de detener manualmente la máquina para realizar un cambio que interrumpa el proceso de mecanizado, potencialmente conduciendo a compromisos en uniformidad y calidad. De particular preocupación son los desechos o materiales extraños que puede ser causado por repasos frecuentes y cortes de aire.
INCREMENTO DE PRODUCTIVIDAD
alimentación para arcos exteriores utilizando el radio del arco del movimiento actual y el tamaño del cortador y así programar la velocidad de alimentación adecuada. Herramientas como la descrita, hacen parte del sistema Dynamic Motion Technology del fabricante Mastercam y hacen que el proceso
CAD CAM
de mecanizado de 5 ejes sea aún más eficiente al mantener una carga de viruta constante. Las trayectorias dinámicas son una solución de eliminación de material segura y de alta velocidad que prolonga la vida útil de la herramienta y maximiza las velocidades de avance sin sacrificar el material de stock. MM
SACANDO EL CALOR CONSISTENTEMENTE El calor es a menudo el enemigo de la pieza, las herramientas e incluso la máquina.El calor producido por el proceso que no es controlado puede deformar las piezas fuera de tolerancia y dañar la microestructura de los componentes. Manteniendo una carga de viruta en la herramienta que sea consistente con las condiciones de corte óptimo recomendadas para la herramienta, el calor se retira de forma segura en las propias virutas. A medida que los talleres se han ido acostumbrando a las trayectorias de herramientas de alta velocidad, han comenzado a explorar estrategias de corte más agresivas. Estos incluyen reducir tres o incluso cuatro veces el diámetro de la herramienta. Sin embargo, cortar alrededor de las esquinas puede ser problemático porque la herramienta de corte tiende a querer agarrar ese borde, luego, por supuesto, el metal puede agarrar la herramienta y el metal puede doblarse. Esto sucede porque a medida que la herramienta se mueve a través de arcos interiores relativamente pequeños, el perímetro de la herramienta se mueve a través del material más rápido que el centro de la herramienta. Cuando el cortador se mueve a través de arcos exteriores, el perímetro del cortador se mueve a través del material más lento que el centro de la herramienta, lo que resulta en una menor carga de viruta en la herramienta. Algunos paquetes de software CAD / CAM incluyen la opción de elegir una disminución por diámetro interno máximo o un un valor de aumento por diámetro exterior máximo para ajustar la velocidad de alimentación para arcos interiores y aumente la velocidad de
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INDUSTRIA AERONÁUTICA
AUTOMATIZACIÓN DE FRESADO AERONÁUTICO M E TA L M ECÁ N ICA
Cortesía: Siemens
FRESADO E IMPRESIÓN 3D EN 5 EJES A GRAN ESCALA Con información de Siemens
Los ingenieros de Ingersoll en alianza con Siemens crearon una máquina de portal de gran tamaño en la que es posible imprimir en 3D y fresar prototipos más rápidamente, con plazos de entrega más cortos y una reducción del 90% en los costos de fabricación.
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as impresoras 3D termoplásticas más grandes del mundo llaman la atención inmediata de los ingenieros aeroespaciales al entrar en el inmenso Centro de Desarrollo de Ingersoll Machine Tools. La empresa estadounidense con base en Rockford,
Illinois, creó la MasterPrint 5X, una máquina de impresión 3D y fresado con importantes avances de productividad habilitados por la plataforma CNC de Siemens Sinumerik 840D sl. Según Michael Falk, ingeniero mecatrónico y líder del equipo de ventas de Siemens que ha apoyado a Ingersoll en su lanzamiento de la serie MasterPrint™, “el 90% del tiempo, todo lo que esté impreso en 3D tendrá que ser fresado”. “En octubre de 2019, la Universidad de Maine fue galardonada con tres récords mundiales Guinness por imprimir en 3D un barco de 25 pies (7,6 m) de largo que puede flotar y transportar gente'', dice. “Lo que notable es que los ingenieros de Ingersoll han superado el récord de tamaño varias veces desde entonces.” El enfoque de la máquina para la impresión 3D de gran formato combina velocidad con la destreza y precisión del movimiento de cinco ejes. El mismo pórtico puede intercalar las funciones de impresión, fresado, colocación de fibra, colocación de cinta, inspección, recorte, entre otras. La gran ventaja de la máquina es que puede imprimir desde cualquier ángulo. Por lo tanto, ahora puede hacer rápidamente un molde o pieza masiva usando la secuencia más eficiente. La boquilla de impresión de cinco ejes puede cambiar la orientación para imprimir piezas mucho más complicadas. “Gracias al trabajo de control numérico la impresión se relentiza solo cuando es necesario alrededor de las esquinas, y a continuación, reanuda la velocidad óptima. Con
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esto las esquinas no se llenan más de lo necesario ni hay material acumulado en el interior de la pieza”, explica Falk. Adicionalmente, el control numérico permite programar de manera sencilla los movimientos complejos del sistema, al igual que planear procedimientos de autoinspección para revisar la colocación correcta de las fibras y su posterior trabajo de fresado de acabado. MM
El Ingersoll MasterPrint™ puede imprimir en 3D moldes y piezas de hasta 100' de largo, 22' de ancho y 10' de alto a velocidades de impresión de hasta 500 libras por hora. Cortesía: Siemens
Avances de productividad habilitados por el CNC de Siemens Sinumerik 840D sl. Cortesía: Siemens.
Cabezal de fresado en la máquina MasterPrint™ eliminando material termoplástico impreso en 3D y terminando los contornos de esta nave de carga modelo a escala. Cortesía: Siemens
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ÍNDICE DE ANUNCIANTES M E TA L M ECÁ N I CA
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ÍNDICE DE ANUNCIANTES Showroom
Anunciante
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Página
Heller Machine Tools de México
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Mersen
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Productos Mocap s de RL de C
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Sales Support salessupport@b2baxioma.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
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Carmen Bonilla Ph: +52 (81) 1378-1703 Cbonilla.estrada@gmail.com
BIG Kaiser Precision Tooling Inc.
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Ricardo Pérez Vertti Ph: +52 (442) 875-5235 ricardo.eperezvertti@gmail.com
ULINE
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Milltronics USA, Inc
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Hainbuch Mexico
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Platinum Tooling Technologies
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Kitagawa NorthTech Inc.
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MasterCam/CNC Software, Inc.
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Suhner Productos Industriales
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Sandvik SA de CV
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Emuge-Franken S.A. de C.V.
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REPRESENTANTES DE VENTAS DE PUBLICIDAD SALES REPRESENTATIVES
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COLOMBIA Luis Fernando Ramírez Ph: + 57 3128669322 luis.ramirez@axiomab2b.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