Los desarrollos más significativos se están dando en Japón, Alemania, Italia y EE.UU.

La evolución del “Manufacturing” en Europa

Nerea Aranguren. Directora Dpto. Ingenieria de Producto.15/10/2005
La tendencia del “manufacturing” está dando un giro debido al cambio de las necesidades de producción lo que hace que los componentes que se emplean para llevarlo a cabo estén evolucionando. Así si en los años ochenta se apostaba por sistemas rígidos para grandes volúmenes de producción y en la actualidad la situación de demandas fluctuantes de producción está orientando hacia una mayor flexibilidad de las soluciones de manufacturing. Es decir se está pasando de máquinas dedicadas, para operaciones concretas, a máquinas de propósito más general para cubrir un mayor número de operaciones y dar respuesta de mecanizado a un mayor número de piezas.
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Estas tendencias las podemos estructurar en dos apartados:

Tendencias generales Entendiendo como tales las tendencias que se observan en cuanto a necesidades a cubrir por los desarrollos que se vayan a realizar y que se podrían resumir en las siguientes:

  • Desarrollo de soluciones en colaboración.
  • Integración de recursos humanos y técnicos para mejorar el rendimiento y la satisfacción de la mano de obra.
  • Máquinas más inteligentes que sean capaces de efectuar la transformación instantánea de la información recibida de varias fuentes en conocimiento para la toma de decisiones efectivas.
  • Reducir los gastos de producción y el impacto en el entorno del producto.
  • Reconfigurar rápidamente las empresas de mecanizado para responder a las necesidades de cambio y oportunidades.
  • Mayor precisión por medio del desarrollo de procesos de fabricación, mecanizado y de desarrollo de producto con el objetivo de reducir la escala dimensional.

Tendencias tecnológicas. Entendiendo como los desarrollos que se están realizando dentro de los suministradores de soluciones de manufacturing para dar respuesta a las tendencias generales y que se podrían condensar en los siguientes:

  • Soluciones adaptables: Equipamiento integrado, procesos y sistemas que pueden ser reconfigurables
  • Procesos de fabricación que minimicen el gasto de producción y del consumo de energía
  • Procesos innovadores para diseñar, fabricar y mecanizar nuevos materiales y componentes Biotecnologías para el mecanizado
  • Modelizado y simulación para todas las operaciones de fabricación y mecanizado
  • Tecnologías que pueden convertir información en conocimiento para la toma efectiva de decisiones
  • Mejora de los interfaces hombre-máquina, con entornos más accesibles
  • Métodos de educación y adiestramiento que permitan la rápida asimilación del conocimiento
  • Desarrollo de software para sistemas inteligentes

Respuesta de los proveedores de soluciones de manufacturing a las demandas de los usuarios

Vamos a realizar un rápido repaso de las soluciones más resaltables que están en le mercado o próximas a aparecer:
  • Conceptos estructurales. Se continúa con el desarrollo de la utilización de los movimientos tradicionales de las máquinas para efectuar otras funciones como es la carga y descarga de piezas con objeto de reducir el número de elementos de las máquinas y lograr una mayor producción reduciendo el tempo de carga y descarga. Se ha comenzado a observar la introducción de máquinas compactas que tienen el posicionamiento de las piezas por medio de mesas giratorias de alta velocidad y 2 ejes en la herramienta. Se continúa observando, aunque sin el éxito esperado, desarrollos en cinemáticas paralelas. Tal vez los mayores desarrollos vengan por las adaptaciones de las máquinas para mecanizados de alta velocidad.
  • Nuevos conceptos de diseño. En este apartado el concepto de reconfiguralidad de las máquinas está adquiriendo una importancia muy importante y se pueden observar tres tendencias que habría que tener en cuenta a la hora de seleccionar una solución para un problema concreto:
    • El primero de ellos es el basado en máquinas con módulos intercambiables con lo cual se cambia físicamente la configuración de la máquina en función de las necesidades productivas.
    • El segundo es basarse en máquinas multifuncionales con incorporación de un gran número de procesos dentro de la misma máquina.
    • El tercero es tener layout flexibles basados en máquinas compactas con la idea de utilización del mínimo espacio en planta...
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Otros aspectos importantes a resaltar son las máquinas libres de deformación técnica para realizar la primera pieza buena y mejorar la precisión del mecanizado, las máquinas compactas ya comentadas anteriormente, el desarrollo de soluciones para el micromecanizado y la adaptación delas máquinas para aumentar la precisión.

Estos nuevos conceptos de diseño de máquinas para dar respuesta a las necesidades del mercado estás llevando a implementar nuevos materiales en los componentes de las máquinas (fibras de carbono, hormigón polimero, granito, sándwich,...)

Nuevos conceptos de mecanizado. Otro aspecto importante es el desarrollo de las operaciones de mecanizado dentro de las cuales se puede resaltar el mecanizado con mayor número de ejes para poder realizar mecanizados simultáneos y de diferentes tecnologías al mismo tiempo

Por otro lado se están desarrollando nuevas estrategias de corte con herramientas convencionales (torbellino, etc.) e incorporando nuevas funciones a las herramientas como la extracción de viruta por el interior de la herramienta o bien aumentado las prestaciones de los procesos como puede ser el aprovechar el calor generado en el proceso de rectificado para dar un tratamiento térmico a la pieza (Grind Hardening)

La utilización de nuevos recubrimientos para las herramientas para el aumento de las prestaciones de las herramientas y de la vida de las mismas. Estos recubrimiento están cambiando las condiciones de corte tradicionales.

Están aparición nuevas herramientas sobre todo en la batalla que existe entre el torneado en duro y el rectificado (muelas para peeling, eliminación de la hélice en el torneado duro, roller burnishing, etc.) con objeto de conseguir con el torneado en duro los acabados del rectificado y por otro lado el eliminar el torneado por medio del rectificado.

En el aspecto ecológico se está dando un énfasis especial al mecanizado ecológico tanto por medio del mecanizado en seco como por medio de MQL tanto por el coste de la recuperación de los refrigerantes como por el consuno energético. Lográndose buenos resultados en procesos que utilizan herramientas de corte con filo definido y con problemas en aquellos que emplean herramientas de corte con filo no definido.

De todos estos conceptos hay que resaltar por su rápida extensión en los medios productivos el concepto de multifuncionalidad y lo que lleva consigo en cuanto a mejora de la fabricación:

  • Menos atadas – Reduce el “lead time”
  • Único eje, único centro – Mejora de la precisión
  • Menos manipulación – Reduce el riesgo de daños
  • Nuevas oportunidades de combinar procesos
  • Reduce el tiempo de ciclo – alta velocidad, etc.
  • Plataforma comunes para diferentes piezas

Estas soluciones se están orientando hacia la inclusión de varios procesos tecnológicos de manufacturing en la misma máquina máquinas lo que hace que el conocimiento necesario para la correcta utilización de estos medios productivos sea multidisciplinar, así si en el pasado bastaba con ser experto en una tecnología para manejar uno de estos medios productivos, por ejemplo el torneado, en la actualidad es necesario el dominio de varias tecnologías para la correcta utilización de estos nuevos medios productivos ya que se mezclan varios procesos dentro de una misma máquina (torneado, fresado, rectificado, ...). Así mismo la programación de los CN de la máquinas está llevando a programar más ejes y con una gran cantidad de herramientas siendo necesaria la simulación previa para evitar colisiones.

Los desarrollos detectados en relación al análisis de las patentes más significativas dentro de las diferentes tecnologías que componen el manufacturing nos lleva a ver que los desarrollos más significativos se están dando en Japón, Alemania, Italia y EE.UU.
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Situación tecnológica desde el punto de vista de la propiedad industrial

Los desarrollos detectados en relación al análisis de las patentes más significativas dentro de las diferentes tecnologías que componen el manufacturing nos lleva a ver que los desarrollos más significativos se están dando en Japón, Alemania, Italia y EE.UU., lo cual no es de extrañar.

Las tecnologías que se están protegiendo por medio de patentes son, por orden de importancia, las de rectificado, los tornos verticales, las fresadoras y los tornos horizontales.

Las máquinas son cada vez más rápidas, más precisas e incorporan un número de mayor de tecnologías lo que hace necesario una nueva formación del personal que las maneja
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Analizando desde el punto de vista de los temas más representativos, en cuanto a conceptos, nos encontramos con la que las arquitecturas de máquinas y los procesos de mecanizado son donde más patentes nos encontramos.

Es de resaltar el gran número de patentes relacionadas con mejora de los procesos de mecanizado bien generales o bien orientadas al mecanizado de piezas o familia de piezas concretas.

Conclusión

Se están atacando muchos frentes dentro del manufacturing para dar respuesta a las demandas del sector. Hay muchos desarrollos que ya están en el mercado y otros que aparecerán en breve. Un punto de referencia importante será la próxima EMO de Hannover ya que el movimiento de patentes durante el último año ha sido muy importante dentro de los principales suministradores de soluciones para el manufacturing . Por otro lado ya se pudo observar en la JIMTOF de Tokio a finales del pasado año los desarrollos y las líneas de investigación que antes o después llegarán a nuestros mercados y que están en línea con lo comentado a los largo de este artículo.

Las máquinas son cada vez más rápidas, más precisas e incorporan un número de mayor de tecnologías lo que hace necesario una nueva formación del personal que las maneja, ya no es suficiente con tener buenos torneros o fresadores sino que hace falta también personal multitecnología, personal que sepa de rectificado, fresado, torneado, etc. Y por otro lado hace falta que las máquinas sean más inteligentes para ayudar a los usuarios por medio de controles adaptativos que tomen decisiones durante el mecanizado y contengan el saber hacer de los expertos que las han construido, es decir máquinas más inteligentes.

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