La IX edición de la International Conference on High Speed Machining se celebró del 7 y 8 de marzo en San Sebastián

Innovación en el mecanizado de alto rendimiento

Ramón Urizar, ingeniero industrial14/03/2012

14 de marzo de 2012

Cerca de 200 congresistas se dieron cita en el hito más importante para la comunidad científica mundial sobre fabricación mecánica. El congreso internacional ‘High Speed Machining’ (HSM) es un evento de periodicidad anual que en 2012 ha celebrado su novena edición. La sede establecida fue el Palacio Kursaal de San Sebastián y el acontecimiento se desarrolló los días 7 y 8 de marzo de 2012. HSM nació de la mano de dos co-organizadores: el PTW de la Technische Universität Darmstadt (Alemania) y el Pôle Procédès Matériaux de Metz (Francia).
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Tekniker-IK4 se incorporó al proyecto en la edición de 2007. Más tarde, se fueron sumando el Research Centre of Manufacturing Technology de Praga (Chequia) y la University of Aeronautics and Astronautics of Nanjing (China).

El objeto es que rotativamente cada uno se encargue de un congreso anual, mientras que los demás colaboran en la captación y difusión de ponentes y asistentes, a la vez que forman parte del comité científico de selección de los ‘papers’.

La temática de este congreso, originalmente limitada al mecanizado de alta velocidad, se ha extendido a todo lo que podríamos denominar ‘fabricación de alto rendimiento’.

HSM está esponsorizado por el CIRP (International Institution for Production Engineering Research), lo que representa todo un aval de calidad y nivel científico; ya que la esponsorización implica la elevación de un informe de un miembro del CIRP designado al efecto que condiciona el mantenimiento del ‘label’ en posteriores ediciones. El CIRP es la organización mundial más representativa de la investigación en producción, y está formada por unos 550 miembros, procedentes tanto del ámbito académico como del industrial, de contrastado prestigio científico. El CIRP se organiza alrededor de los denominados STCs: ‘Scientific Technical Committees’, estando la materia de este congreso comprendida dentro de las actividades y disciplinas del STC C ‘Cutting’ (para mayor información sobre el CIRP, su asamblea general ordinaria y los congresos que esponsoriza, puede verse su página web oficial: http://www.cirp.net/index.php).

HSM representa el mayor acontecimiento científico que en materia de 'Manufacturing' se viene acogiendo en Euskadi. Es, por consiguiente, un foro clave para la exposición internacional de los trabajos vascos, para que los mejores expertos de nuestras empresas, centros tecnológicos y universidades tomen contacto con las últimas tendencias tecnológicas y para que se establezcan colaboraciones y vínculos internacionales de investigación más allá incluso de los que se propician en el contexto de la Unión Europea.

Precisamente en la sesión de apertura participaron representantes institucionales pertenecientes al Gobierno Vasco, Diputación de Guipúzcoa, la Asociacion de fabricantes de Máquinas-Herramienta AFM e Innobasque-CIC marGUNE que situaron el escenario y potencialidades de nuestro entorno de ‘Manufacturing’. Así, hicieron repaso a la activa colaboración entre entes públicos de I+D+i y las empresas lo que maximiza las capacidades tecnológicas de todo el conjunto. Se abordó, también, el alto índice y potencial de convergencia en tecnología desde el área de formación hasta los proyectos y diferentes programas en marcha. Hoy día la demanda en este sector es sofisticada y hay que darle respuesta. Para ello, el plan de negocio se debe de asentar en la competitividad y añadir un plan de innovación en ciencia y tecnología basado en economía e innovación y en economía y conocimiento. Desde AFM se enfatizó en la importancia capital y cualitativa del sector de la máquina-herramienta que suministra equipamiento de vanguardia a sectores estratégicos como: aeroespacial, automoción, energía, biomedicina, ferrocarril, …desarrollando un gran efecto multiplicador a la sociedad, con una gran flexibilidad para adaptarse a las necesidades específicas del entorno de la fabricación mecánica.

Por su parte el CIC marGUNE, Centro de Investigación Cooperativa en fabricación de Alto Rendimiento, asociación constituida por 12 empresas, 4 agentes tecnológicos y 3 universidades representa la Plataforma de las tecnologías de fabricación a nivel de País Vasco y es el foro de cooperación abierto entre la oferta y demanda tecnológicas. Así, la agenda de investigación que se desarrolla en el marco de CIC marGUNE, está definida por el conjunto de sus miembros y asesorada por un comité científico de expertos europeos en diferentes campos de las tecnologías de fabricación. Una de sus mayores potencialidades es la conjunción de capacidades investigadoras de base más científica, propia de las universidades, con enfoques más próximos a la realidad industrial, característicos de los Centros Tecnológicos, lo cual unido a la orientación hacia las unidades industriales, gracias a la presencia de empresas líderes, garantizan un futuro muy prometedor. Actualmente sus líneas de investigación se basan en tecnologías de: aporte (plasma, láser); arranque (ultrasonidos, EDM, rectificado, arranque de precisión); consolidado (aleaciones ligeras); conformado (a alta velocidad, hidroconformado, conformado incremental, thixo/rheoforming, conformado en caliente); unión y soldadura; tecnologías horizontales de modelizado (numérico, empírico, analítico); estado superficial y control de procesos.

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Temática abordada

Diez fueron los bloques entre las que se repartieron las 58 ponencias presentadas.

  • Tribología del corte, desgaste de la herramienta. Herramientas de corte y recubrimientos. En este bloque se presentaron tres trabajos. El primero de ellos de la universidad china de Nanjing abordando el corte ortogonal en aleaciones de titanio. Desde el Arts et Métiers de ParisTech y la Universidad de Metz (Francia) se investigó sobre la temperatura y la distribución del stress en la zona de contacto de la herramienta y la viruta. Tekniker IK4 y la Universidad de Mondragón presentaron una técnica no destructiva de medición del desgaste de los granos abrasivos en muelas de rectificado.
  • Mecanizado ecológico. Refrigeración con mínima cantidad de lubricante, corte en seco. Procesos combinados, operaciones de corte. Optimización de las condiciones de corte. Gestión del conocimiento y de los datos tecnológicos en los procesos de fabricación, inteligencia artificial y sistemas expertos. Con cinco las ponencias en este campo que versaron sobre: la utilización de diferentes tipos de lubricantes para la mecanización de aleaciones (Universidad de Uberlandia-Brasil), la influencia del uso de MQL en mecanizados de aluminio con herramientas con substratos PCD y HSS (Universidad de Lyon-Francia), fresado en seco de aleaciones de aluminio para el sector aeroespacial (Universidad de Metz-Francia), la identificación del calentamiento en operaciones en seco o con MQL (Arts et Métiers ParisTech-Francia) y los fluidos de aceites de base vegetal para operaciones de rectificado (Tekniker IK4).
  • Vibración durante el corte, predicción de las condiciones estables. En este campo se trataron cuatro ponencias: análisis de la estabilidad experimental de estructuras delgadas utilizando dispositivos laser (Instituto tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey-México), la supresión del chatter de baja frecuencia utilizando un actuador inercial (Ideko IK4), método para la predicción de la estabilidad en operaciones de torneado utilizando plaquitas redondas (Escuela Superior de Ingenieros Industriales UPV-Bilbao), método para la predicción de la estabilidad en procesos de rectificado (Ideko IK4 y la Universidad de Mondragón).
  • Maquinabilidad de materiales avanzados. Se presentaron cinco trabajos sobre: fresado en duro a alta velocidad utilizando herramientas recubiertas de TiAlN (Universidad de Shangai-China); mecanismos de desgaste en torneado con diferentes condiciones de corte empleando refrigerante (Tekniker IK4); fresado asistido por laser para materiales dificultosos (Fraunhofer IPT-Aachen-Alemania); impacto de la velocidad de corte y el material en el brochado de aleaciones a base de níquel(WZL RWTH Aachen-Alemania); y mecanismo de formación de virutas en el mecanizado de aleaciones de titanio a alta velocidad (IWF Braunschweig-Alemania).
  • Mecanizado de alto rendimiento, corte de materiales duros. Procesos combinados, condiciones de las operaciones de corte. Gestión del conocimiento y de los datos tecnológicos en los procesos de fabricación. Este fue uno de los apartados con más ponencias presentadas: Trece. Fueron variadas y versaron sobre: perfilado de muelas de rectificado (Universidad de Yeungnam- Corea del Sur); torneado en duro de aceros tratados al Cr y Mn (Universidad de Shangai-China); taladrado de CFRP/Al (Arts et Métiers ParisTech-Francia); taladrado asistido por ultrasonidos de Ti6Al4V (Tekniker IK4); formación de virutas en el fresado con alto avance en aleaciones de Ti (Universidad de Nanjing-China); corte de altas prestaciones en materiales difíciles de mecanizar con lubricantes (WZL RWTH Aachen-Alemania); microfresado de paredes delgadas (Ideko IK4); optimización del taladrado mediante sistemas de vibrado (Universidad de Burdeos-Francia); torneado de aleaciones a base de níquel utilizando plaquitas de PCBN (Universidad de Dortmund-Alemania); optimización de condiciones de corte multiobjetivas en el mecanizado de aleaciones de aluminio (6262-T6) (Universidad de Uberlandia-Brasil); vibración magnética de ultrasonidos asistida a husillos para micro taladrado/fresado/rectificado (Tekniker IK4); calidad superficial después del rectificado de aceros tratados (Universidad Ujep- República Checa); y mecanizado a alta velocidad: todavía un cambio a gran escala de muchas aplicaciones industriales (Universidad de Darmstadt-Alemania).

  • Calidad de la pieza. Cinco ponencias versaron sobre este tema: influencia del acabado de piezas mecanizadas (Universidad de Usti nad Labem-República Checa); análisis de efectos termo-mecánicos en la precisión del torneado de aleaciones de aluminio (Universidad de Kaiserslautern-Alemania); detección de rotura superficial mediante láser y ultrasonidos (Ideko IK4); visualización virtual de superficies complejas mecanizadas (RCMT Praga-República Checa); y un estudio de la influencia del contenido de Silicon en la maquinabilidad de aleaciones de aluminio 6351 (Universidad de Uberlandia-Brasil).

  • La máquina-herramienta de alto rendimiento, diseño de sus componentes y soluciones mecatrónicas. Diez trabajos compusieron la temática abordada en este apartado. El primero fue sobre los procesos productivos y se centró en las máquinas fresadoras ecoeficientes (Tecnalia), le siguió una metodología para implementar la productividad mediante dos alternativas (axis on axis system) en una fresadora de alta velocidad de husillo magnético (Tekniker IK4). Se abordaron soluciones para incrementar la dinámica en grandes máquinas-herramienta (Fraunhofer Chemnitz-Alemania), diseño de estructura de columna híbrida móvil (RCMT Praga-República Checa), membrana basada en actuador hidráulico de alta dinámica de aplicación en máquinas herramienta (Universidad de Aachen-Alemania), un nuevo método para detectar el primer contacto entre la herramienta y la superficie de la pieza en operaciones de mecanizado a alta velocidad (Universidad UPJV Saint-Quentin-Francia), desarrollo y experimental validación de un sistema de control activo de vibración para fresadoras de pórtico (Universidad de Múnich-Alemania), diseño predictivo de máquinas-herramienta a alta velocidad basado en modelado híbrido (Doosan Infracore-Corea del Sur), interacción de máquina-herramienta y motores de avance (RCMT Praga- República Checa), y nueva generación de soluciones de fabricación flexible para la industria de automoción (Etxe-Tar).

  • Mejora de la productividad en herramientas, útiles y moldes. Tres trabajos se presentaron en este apartado: estudio de la superficie mecanizada por microfresado de AISI P20 y H13 (INSSET- Brasil), estudio experimental de la superficie periférica de rectificado de un molde de acero VP80 para plástico con muelas de abrasivo de alúmina (Universidad de Uberlandia-Brasil) e industria y universidad todavía tienen que cooperar más (Universidad Darmstadt- Alemania).

  • Monitorización y control: supervisión del proceso. Las cinco ponencias de esta sesión fueron: sistema de monitorización de las condiciones de la herramienta para el micro taladrado de agujeros a alta velocidad (Universidad de Shangai-China); generación automática de datos para procesos de modelización en fresado (Fraunhofer Ins.-Alemania); método robusto para la monitorización del taladrado utilizando emisiones acústicas (Arts et Métiers ParisTech-Francia); calibración rápida de máquinas-herramienta utilizando interferómetro de doble punto de difracción (WZL RWTH Aachen-Alemania); y dinamómetro para alta frecuencia tridimensional de fuerzas de fresado dinámicas (Universidad de Nanjing-China).
  • CAD/CAM, planificación del proceso, generación de la trayectoria de corte, CNC/DNC. Cuatro trabajos de investigación configuraron este apartado del Congreso: estudio para evaluar la tecnología de fresadoras de 5 ejes aplicada a la fabricación de moldes (INSSET-Brasil); fabricación rápida de piezas por tecnología híbrida (Escuela Superior de Ingenieros Industriales, UPV-Bilbao); interpolador de máximo avance para el mecanizado multiejes CNC con función Jerk (LURPA –ENS, Cachan-Francia); y fabricación de superficies esculpidas a alta velocidad basada en métodos de interpolación de herramientas (Unimep-Scpm, Brasil)
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Sesión industrial

Como cierre del congreso la última sesión fue liderada por un plantel de empresas que expusieron y compartieron sus experiencias a todos los congresistas. Inició esta sesión final la ponencia: una introducción al ‘Manufacturing’ en IK4 (Ideko IK4), abordando criterios de calidad, productividad y ahorro de costes en todas las fases desde el diseño, dimensionamiento, set-up, nuevos procesos de fabricación y líneas completas de producción.
Por su parte Gamesa hizo un buen repaso de las tecnologías aplicadas para las operaciones de distribución de turbinas de aire y su mantenimiento tendentes a reducir sus costes, identificando oportunidades de mejora, autodiagnóstico, desarrollo del plan logístico, técnicas de monitorización, e learning, implantación de sistemas scada de toma de datos, formación, etc.
El fabricante de electrohusillos de alta velocidad Goialde abordó las tendencias de futuro de bajo consumo y mínimas emisiones de polución del aire y ruido acústico para
lo que se han de realizar cambios significativos en el diseño, la dinámica, el tamaño de los componentes, …utilizando materiales exóticos y desarrollando procesos de mecanizado de materiales de baja maquinabilidad y combinando diferentes operaciones de mecanizado.

Desde la firma Danorail del Grupo Danobat se trató el tema de la fabricación y mantenimiento de los sistemas de ferrocarril. Se hizo una reflexión de que para el año 2050 el 70% de la población vivirá en megaciudades de 150-200 km de diámetro lo que revolucionará y dará un gran auge a los sistemas de transporte por ferrocarril. Esta industria demandará mayor calidad, mas volumen de producción, tiempos reducidos de ciclo, nuevos procesos y equipamiento, mayor seguridad, precisión, automatización, disminución de tiempos no productivos, …

ITP fabricante líder de motores aeronáuticos dio las claves y los nuevos retos futuros para el mecanizado de las piezas para las turbinas y lo que conlleva a las nuevas máquinas y procesos de producción.

La Corporación Egile compuesta por varias empresas punteras que trabajan en proyectos de alta tecnología en la industria de la ciencia y otras de alta exigencia, centró su exposición en la fabricación de alta precisión y de valor añadido a sus productos.

Por último, la firma Aernnova particularizó en el desarrollo de los procesos de conformado en frío de aleaciones de aluminio y nuevos materiales con el objetivo perseguido por todos los industriales de aumentar prestaciones y disminuir costes.
Paralelamente al congreso se celebró una exposición con siete stands de las siguientes firmas: Kistler Ibérica, Delcam, Fidia, Fagor Automation, Pixel Sistemas, Ideko-IK4 y Tekniker-IK4, donde se mostraban las últimas soluciones y equipamientos para la fabricación avanzada así como los programas y proyectos en los que se encuentran involucrados.
En definitiva, este congreso en sus dos jornadas completas de trabajo realizó un amplio e interesante recorrido en tecnologías tendentes a la fabricación de alto rendimiento que irá marcando las pautas en los próximos meses.

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