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La digitalización y las oportunidades en movilidad eléctrica centran el interés del sector de las máquinas-herramienta actual

El mecanizado sigue siendo la tecnología de producción determinante

Redacción Interempresas24/09/2018

En la recién celebrada AMB más de 1.500 expositores mostraron a los visitantes profesionales de todo el mundo más innovaciones y desarrollos que nunca: máquinas-herramienta con arranque y desprendimiento de viruta, herramientas de precisión, técnica de medición y aseguramiento de la calidad, robots, técnica de manipulación de piezas y herramientas, software e ingeniería para la industria, componentes, conjuntos o accesorios.

La tendencia hacia la digitalización se hizo evidente también en el programa de la feria. Este año se inauguró la exposición especial ‘Digital Way’ junto a un congreso de dos días paralelo a las actividades planificadas. Esta iniciativa tiene por objetivo informar de cómo las empresas de la industria pueden aprovechar el potencial de la digitalización con ayuda de la tecnología de la información más avanzada.

“Las empresas se enfrentan prácticamente a diario a nuevos retos, aunque los pronósticos sigan siendo buenos”, afirma el Dr. Wilfried Schäfer, director general de la Asociación alemana de fabricantes de máquinas-herramienta (VDW). Al igual que en 2017, en esta edición se repiten las previsiones en cuanto al volumen de producción, que aumentará un 7 % superando los 17.000 millones de euros. Estas cifras tienen también un efecto positivo sobre el empleo, llegando hasta los 72.400 trabajadores (+3,4 %) a finales del año pasado. Las capacidades están prácticamente al máximo. Así explica el Dr. Schäfer los motivos: “La economía mundial sigue creciendo mucho, tanto ahora como antes. En opinión de los expertos, el producto interior bruto aumentará en 2018 aún más que en el año precedente. Un impulsor importante es la producción industrial. Este hecho se refleja también en el consumo internacional de máquinas herramienta, que aumentará según las previsiones en un 5,9 % en 2018”.

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“La economía mundial sigue creciendo mucho, tanto ahora como antes. En opinión de los expertos, el producto interior bruto aumentará en 2018 aún más que en el año precedente. Un impulsor importante es la producción industrial. Este hecho se refleja también en el consumo internacional de máquinas herramienta, que aumentará según las previsiones en un 5,9% en 2018”. Wilfried Schäfer, director general, Asociación alemana de fabricantes de máquinas-herramienta (VDW). Foto: VDW.

La digitalización domina el debate

Prácticamente todos los stands en la feria de Stuttgart dedicaron espacio a la digitalización, la conexión en red o la Industria 4.0. La VDW promueve también estos temas desde el punto de vista tecnológico a través de su iniciativa sectorial ‘Industria 4.0’. Pretende elaborar e implementar mediante software un estándar que permita conectar los más diversos controles de máquinas con una interfaz común a sistemas informáticos superiores. En esta iniciativa se han reunido conocidos fabricantes de máquinas-herramienta y todos los expositores de la AMB para tratar cuestiones como la competitividad.

Uno de ellos es el Grupo Heller. Klaus Winkler, presidente del consejo de administración y CEO, indica los motivos que han llevado a su empresa a participar en esta cooperación única hasta el momento: “Podríamos decir que los potenciales convencionales para aumentar la productividad están prácticamente agotados. Partimos de Industria 4.0 para garantizar la transparencia absoluta del estado de las máquinas-herramienta y que se pueda evaluar la información obtenida junto con los datos disponibles para conseguir un diagnóstico muy concreto”.

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Versátiles y compactos: los centros de alto rendimiento de la serie Chiron FZ08 ofrecen numerosas opciones de configuración gracias a su estructura modular. En este caso para la elaboración de una rueda de compresor. Foto: Chiron.

Los principales fabricantes de controles ya se han sumado a esta iniciativa, lo que asegura en empleo de forma integral. De ello se benefician sobre todo las pequeñas y medianas empresas a las que se facilita el camino al futuro digital. En el marco de la exposición especial ‘Digital Way’ y el congreso paralelo, la VDW presentó sus primeros avances para el intercambio de datos en máquinas-herramienta.

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“En el campo de la movilidad eléctrica se requieren componentes especiales para nuevos conjuntos y grupos, tales como compresores Scroll, amplificadores electromecánicos de la fuerza de frenada o accionamientos eléctricos para ejes”. Dr. Markus Flik, presidente del consejo de administración, grupo Chiron. Foto: Chiron.

Predominio del mecanizado completo

Con el enfoque en la digitalización parece que nos hemos olvidado un poco de los desarrollos que se están experimentando en la producción de mecanizado. Pero en la AMB se pudieron ver un sinfín de máquinas novedosas y perfeccionadas. Para el catedrático Berend Denkena, jefe del Instituto de Tecnología de Producción y Máquinas-herramienta (IFW) de la Universidad de Hanóver y actual presidente de la Sociedad científica de tecnología de producción (WGP), existe una tendencia hacia el mecanizado completo. “En la medida de lo posible, el mecanizado de acabado de los componentes debe realizarse en una sola máquina y desde los seis lados”. Por lo tanto, cada vez son más las tecnologías de rectificado que se van introduciendo en los clásicos tornos y fresadoras para poder seguir fabricando determinadas calidades. Una de las consecuencias es también el mayor empleo de sistemas de sujeción de punto cero cuando no es posible evitar un cambio de máquinas. No obstante, se presta poca atención a cuestiones como la eficiencia energética. La energía sigue siendo demasiado barata, se lamenta Denkena, que percibe un potencial latente de reducción de hasta un 50 %, principalmente en el sector de la refrigeración y engrase.

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Un componente para Industria 4.0: “Grob4Pilot” es un nuevo pupitre de mando multifuncional e interactivo para máquinas en el marco de “Grob-Net4Industry”. Foto: Grob.

La tendencia hacia las máquinas multifuncionales la confirma también el Dr. Oliver Gossel, director comercial de Röders, un fabricante de fresadoras de alta velocidad: “Gracias a nuestras máquinas para fresado y rectificado, hemos alcanzado mucho éxito en el mercado”. Los límites de lo posible se van difuminando cada vez un poco más. Ejemplo de ello son las calidades de superficie hasta el mecanizado brillante en acero y unas precisiones de pieza cada vez mejores.

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Interfaces táctiles en el puesto de preparación para herramienta/pieza de trabajo: ‘Heller4Operation’ facilita un manejo rápido y robusto. Foto: Heller.

Procedimientos alternativos que abren nuevas oportunidades

Cada vez se incorporan más procedimientos aditivos en máquinas-herramienta clásicas como herramienta adicional para poder realizar la aplicación y el desbaste de material en un mismo proceso de sujeción. En la creciente automatización, los robots asumen diferentes tareas que van más allá de la manipulación (por ejemplo, sencillos pasos de mecanizado como el desbarbado). Todas estas tecnologías se pueden reunir finalmente en un control que cada vez más habla todos los ‘idiomas’ necesarios.

Axel Boi, jefe de planificación de productos del Grupo Chiron, incluso ha detectado una posibilidad de negocio adicional gracias a los procedimientos aditivos. “Hoy en día, en todos los procesos en 3D se requiere un mecanizado mecánico de las superficies funcionales. Por lo tanto, en este campo veo más oportunidades que riesgos” Por su parte, según el fabricante de máquinas-herramienta Starrag, ya se están utilizando las posibilidades ampliadas de las últimas generaciones de robots. Su uso cada vez está más extendido en la automatización, “pero también para ejecutar las tareas auxiliares en nuestros proyectos” —explica su director gerente, Marcus Otto— “Como el campo de actuación de los robots se va ampliando constantemente, en algunos casos concretos podemos afinar el mecanizado y ofrecer a nuestros clientes soluciones para aumentar la eficiencia de los procesos auxiliares que se desarrollan en paralelo”. Entre el resto de tareas que realizan los robots destacan los retoques, la limpieza o la comprobación de piezas de trabajo.

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‘Heller4Services’ aglutina todos los servicios digitales de Heller: "en la AMB 2018 en Stuttgart exponemos, por ejemplo, la Heller Services Interface", apuntan desde la compañía. Foto: Heller.

Sin miedo ante la movilidad eléctrica

En un primer momento, el sector emergente de la movilidad eléctrica era muy temido por la industria de mecanizado. En comparación con los motores de gasolina, por ejemplo, los motores eléctricos tienen menos piezas y estas piezas son relativamente sencillas. Sin embargo, si analizamos los diferentes aspectos con más detalle, la situación no es tan drástica. Por un lado, los expertos prevén que los motores de gasolina seguirán utilizándose durante varias décadas y, por el otro, la hibridización de muchos vehículos (es decir, los equipados con dos tipos de propulsión) incluso requiere más piezas mecanizadas. Y en el caso de los vehículos exclusivamente eléctricos, el descenso del nivel de ruido implica que el resto de piezas sean incluso más precisas para no llamar la atención por ruidos parásitos. Asimismo, las máquinas-herramienta deben ser capaces de fabricar tolerancias aún más reducidas. Una clara victoria, por tanto, para los fabricantes de máquinas de alta tecnología.
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“En la medida de lo posible, el mecanizado de acabado de los componentes debe realizarse en una sola máquina y desde los seis lados”. Catedrático Berend Denkena, jefe del Instituto de Tecnología de Producción y Máquinas-herramienta (IFW) de la Universidad de Hanóver y actual presidente de la Sociedad científica de tecnología de producción (WGP). Foto: IFW.

El uso de materiales nuevos está muy extendido en la industria del automóvil, en la aviación y en la navegación espacial, sea para aligerar los componentes o para prepararlos contra mayores esfuerzos. Para el mecanizado de componentes de este tipo, cuyas tasas de mecanizado a menudo superan el 90 %, se precisan velocidades de corte claramente superiores, hecho que ha convencido al fabricante de máquinas-herramienta japonés Yamazaki Mazak. Todo esto requiere una interacción perfecta entre herramientas y máquina. Así, el bastidor fundido resistente a torsiones y elevados valores de aceleración de las últimas series de Mazak ofrece “excelente precisión de posicionamiento y mecanizado” y “resultados de alta precisión”.
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Las máquinas multifuncionales como las de Mazak conquistan cada vez más el mercado de las máquinas herramienta: integran diferentes tecnologías de mecanizado para ofrecer así máxima variedad y capacidad de rendimiento. Foto: Mazak.

Grob, fabricante de máquinas-herramienta muy arraigado a la industria del automóvil, compró a principios del año pasado la empresa DMG meccanica, uno de los fabricantes punteros de máquinas e instalaciones para la producción de estátores para motores eléctricos, alternadores y generadores. Según sus propias especificaciones, Grob ya estaba trabajando en varios proyectos de movilidad eléctrica y este ha sido un paso más para reforzar sus trabajos de investigación y desarrollo en tecnología del futuro. Ahora se reúnen bajo el mismo techo todos los procesos y procedimientos de producción esenciales para los accionamientos eléctricos dentro de la industria del automóvil y sus proveedores, pudiendo suministrar todo ello a nivel mundial también para la producción en serie.

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“Gracias a nuestras máquinas para fresado y rectificado, hemos alcanzado mucho éxito en el mercado”. Dr. Oliver Gossel, director comercial, Röders. Foto: Röders.

También el Grupo Chiron se muestra positivo. Markus Flik, presidente del consejo de administración del grupo Chiron: “En el campo de la movilidad eléctrica se requieren componentes especiales para nuevos conjuntos y grupos, tales como compresores Scroll, amplificadores electromecánicos de la fuerza de frenada o accionamientos eléctricos para ejes”.
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"Exacta, rápida y eficiente": máquina de cinco ejes de Röders con accionamientos directos en todos los ejes. Foto: Röders.

A su vez está aumentando la necesidad de turbocompresores y ruedas de turbina de titanio. “Como el desgaste de las herramientas es mucho mayor con el titanio que con el aluminio, es necesario utilizar herramientas gemelas para conseguir que el proceso de producción sea productivo. Nuestras series de máquinas y sistemas de automatización son la solución perfecta para estos retos”. Consejo: por un lado, las tecnologías digitales tienen enorme potencial de ahorro, permiten aumentar la eficiencia de los procesos, conseguir productos más inteligentes o centrarse en los mercados de forma más directa y concreta que hasta ahora. Por el otro, estos potenciales solo se podrán aprovechar si se consigue una relación razonable entre utilidad y coste de las medidas de digitalización, si se dispone de todas las competencias necesarias y si el funcionamiento en marcha no se ve afectado más de lo necesario por estas nuevas medidas. El ciclo de ponencias “¿Participar activamente en el cambio o esperar?” pretende ofrecer soluciones al respecto.

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“Como el campo de actuación de los robots se va ampliando constantemente, en algunos casos concretos podemos afinar el mecanizado y ofrecer a nuestros clientes soluciones para aumentar la eficiencia de los procesos auxiliares que se desarrollan en paralelo”. Dr. Marcus Otto, director gerente, Starrag. Foto: Starrag.

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Un procesamiento completo incluye en Starrag también el acabado del orificio de cilindro, por ejemplo, en un motor V8 para AMG. Foto: Starrag.

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