HISTORIAS EN METAL

www.metalmecanica.com 3Diciembre 2020 / Enero 2021

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16Metalmecánica 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

PORTADA

KNOW HOW

20

26

Multiplique su productividad eligiendo el recubrimiento correcto

Producción eficiente de componentes para motores de vehículos eléctricos

La industria metalmecánica está sufriendo una transformación

Este artículo resume las principales técnicas para fabricar los recubrimientos y que usted escoga la herramienta correcta para su aplicación.

Cómo se reinventan las líneas de fabricación para componentes complejos y ligeros.

Hay empresas en el país que están desarrollando soluciones innovadoras que no hubiesen sido posibles en otro momento

HISTORIAS EN METAL

MANUFACTURA AVANZADA

OPERACIÓN Y GESTIÓN

Una cotización rápida y exacta puede ser la diferencia para el éxito

La tendencia hacia la digitalización de la producción implica el uso y análisis de datos. El costeo de los trabajos hace parte de este movimiento.

24Rectificado de cigüeñales simple y preciso

El láser como herramienta de torneado y rectificado

Rectificado de bridas y muñones con una rectificadora externa de alta productividad

ZOOM

CONTENIDOMETALMECÁNICA

Cortesía: Sandvik

Cortesía: Schuler

Cortesía: EMAG

Cortesía: Junker Zema

irmas consultoras como Deloitte calculan que ya para el año 2022 el costo de pertenencia de un vehículo eléctrico de baterías se pon-drá a par con el de un vehículo de combustión interna. Este será el detonante que termine de girar la balanza hacia la masificación de

los autos, ya no solo de pasajeros, impulsados con motorización eléctrica. Según una reciente conferencia de prensa del grupo Sandvik Coromant, para el 2026 se espera incluso que de un posible mercado mundial de cerca de 100 millones de vehículos, cerca de 11 millones sean totalmente eléctricos, pero más impactante aún, 28 millones tendrán capacidad mild hybrid y otros 11.7 millones serán híbridos completos o de enchufar. Es decir, el cre-cimiento en mercado de vehículos que tengan algún tipo de ayuda eléctrica motriz será muy grande. Más allá, el resto de vehículos que aún serán impul-sados completamente por combustión interna continuarán con su proceso de reducción de consumo de combustible, trabajando fuertemente en aligera-miento de sus estructuras y aumento de la eficiencia de conversión energética.Una pieza que se hace hoy, mañana puede que deba cambiarse. Un proceso que está cuidadosamente coordinado para trabajar con ciertas herramientas y pará-metros, puede que deba cambiarse rápidamente. Y cada vez llegan nuevos pro-veedores globales. Específicamente para los talleres metalmecánicos vemos dos grandes tendencias hacia las cuales hay que prepararse. La primera, el mecani-zado y formado óptimo de piezas de aluminio. La segunda, el aumento de pro-ductividad en el mecanizado y ensamble de piezas en aceros de alta resistencia.

Aquí hay gran potencial también para nuevos proveedores Tier 2 y Tier 3 que se unan a la cadena de suministro de autopartes en México.

Especialmente para reducir peso, muchos de los componentes de los carros eléctricos e híbridos están migrando a aleaciones de aluminio. En perspectiva, un auto de pasajeros mediano contiene 160 kg en componentes de aluminio. Carcasas, para motores, baterías y cajas de cambios ligeras y bien diseñadas serán cruciales para los carros híbridos y puramente eléctricos. Herramientas de corte, al igual que procesos de prensado y formado de última generación serán claves para cumplir las expectativas de los OEM.

El acero seguirá siendo el material de escogencia para ejes, piñones, bridas y demás piezas de transmisión de potencia. Para incrementar la productividad y bajar costos es importante subir la cantidad de piezas que se pueden hacer por inserto, reducir ciclos y paradas inesperadas. Es por esto que nuestro artículo de portada en esta edición está dedicado a la escogencia de recubrimientos espe-ciales para herramientas de corte, sumado a un interesante informe que detalla una línea de producción completa para ejes aligerados en acero.

Espero disfruten esta edición dedicada a la manufactura de autopartes y esperamos recibir sus comentarios en nuestro portal metalmecanica.com. MM

EDITORIAL METALMECÁNICA

inminente en la industria automotriz

PREPÁRESE PARA EL CAMBIO

[email protected]

Dr.-Ing. Miguel GarzónEditor Revista Metalmecánica

F

4

¿Todo esto qué significa para los productores de au-topartes? Los proveedores Tier 1 y de ahí para abajo que no reaccionen al cambio que se viene con la movilidad eléctrica pueden quedar relegados.

Vol. 25 Edición No 6 - Diciembre 2020 / Enero 2021 ISSN 0124-3969

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Recubrimientos de herramientas de corte para piezas automotrices. Autor: Sandvik Coromant

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METALMECÁNICA ACTUALIDAD INDUSTRIAL

eléctrico en México

FORD INICIA PRODUCCIÓN DE VEHÍCULO

F

La planta de Cuautitlán Izcalli requirió cambios para adaptar la estructura productiva al nuevo modelo.

ord anunció el arranque de producción del Mustang Mach-E 2021 en la planta de ensamble y estampado

de Cuautitlán Izcalli (CSAP), en el Estado de México, la primera SUV eléctrica de la marca fabricada en México para el mundo.

En la planta de Cuautitlán Izcalli, donde se produjo el Ford Fiesta del año 2010 al 2019, se llevó a cabo un proceso de adaptación de las instala-ciones para integrar las nuevas tec-nologías, así como cumplir con todos los requisitos para tener el equipa-miento completo. Alfredo del Mazo Maza, gobernador del Estado de México y Héctor Pérez, CEO de Ford de México se reunieron este último 4 de noviembre en la planta de Ford en Cuautitlán para el arranque del ensamble de su primer modelo com-pletamente eléctrico. “México es el país perfecto para liderar esta trans-formación. Gracias a la capacidad y experiencia que los mexicanos han demostrado en el diseño, ingeniería y manufactura de los productos de la marca, hemos sido seleccionados para revolucionar la historia de Ford con la primera SUV eléctrica de la marca”, mencionó Héctor Pérez, CEO de Ford de México.

Entre las actualizaciones que se realizaron al proceso de manufactura

para la estructura final de Mustang Mach-E se encuentran nuevos sistemas de estampado. Prensas de entre 1,000 y 2,500 T. Los troqueles necesarios pesan entre 20 y 40 T, para lo que se cuenta con una grúa tipo gripper y dos de gancho capaces de levantar hasta 50 T. El ensamble de la carrocería está automatizado con 190 robots. Se cuenta con una nueva línea de baterías de alto voltaje con un 75 % de procesos auto-máticos.Inicialmente, la planta dispone de 247 personas por cada turno de 7 horas para producir 20 vehículos por hora. MMLa planta de ensamble y estampado de Cuautitlán Izcalli, de

Ford, inició la producción del Mustang Mach-E 2021.

Diciembre 2020 / Enero 2021 www.metalmecanica.com6

ACTUALIDAD INDUSTRIAL METALMECÁNICA

UN FINALDE AÑO CON RECUPERACIÓNpara exportación de autopartesGracias a buena demanda en Estados Unidos, la INA pronostica un final de año mejor de lo esperado.

l comienzo de la reapertura de la producción de autopartes en México en el mes de Junio la Industria Nacional de Autopartes (INA) predecía que la caída en producción con respecto al 2019 sería del 32%. Hoy “con los datos acumulados a

Octubre de 2020, se pronostica que esta caída llegue al 20%, que prácticamente es el agujero que dejó el cierre de la manufactura”, dijo Óscar Albin, presidente ejecutivo de la INA. “Incluso, se pronostica que a nivel de ventas de autopartes, se tenga un mejor mes de diciembre de 2020, que lo que se tuvo en 2019”, complementó el directivo durante la conferencia conjunta realizada por la AMDA-AMIA-INA de manera mensual, para reportar las cifras de ventas de vehículos y autopartes nuevas. Respecto al tema, aclaró sin embargo Fausto Cuevas, director gene-ral de la AMIA (Asociación Mexicana de la Industria Automotriz) que se necesitarán al menos dos años para recuperar los niveles de producción previos a la pandemia.

En términos de empleo según el INEGI, “tenemos a este momento una caída del 5% con respecto la 2019. Y veni-

A

mos pronosticando que para el 2021 estaremos en los niveles de ocupa-ción del 2019 con 864,000 emplea-dos en la industria de autopartes”, reportó en ingeniero Albín.

POR QUÉ ESTÁN MEJORANDO LAS CIFRAS

Según Albin, “nuestra recuperación está basada en la recuperación de Estados Unidos. La venta de vehícu-los una vez hubo reapertura regresó a los niveles acostumbrados en ese país. Las marcas están dando incen-tivos a la compra de autos nuevos. Lo cual nos viene a favorecer en la venta de autopartes”, concluyó.

Al respecto, Fausto Cuevas com-plementó que “mientras el mercado en Estados Unidos mantenga esta tendencia de compra de vehículos, nosotros seguiremos atendiendo esa demanda”.

EFECTOS DE UN NUEVO GOBIERNO ESTADOUNIDENSE SOBRE EL MERCADO

Para Cuevas, el cambio puede ser positivo pero aún es muy pronto para definir cuál será la postura del nuevo gobierno de Joe Biden con respecto a su relación con la industria automo-triz. El representante de la AMIA no espera que lleguen grandes inversio-nes nuevas de los pocos fabricantes que aún no están en México, dado que la mayoría ya está activo en

de la exportación son camiones ligeros

(SUVs y Pick-ups)

Exportación a Estados Unidos

2019:

2020:

de lo producido

89%

de lo producido

86%

71%

Fuente: AMIA, INEGI


METALMECÁNICA ACTUALIDAD INDUSTRIAL

Oscar Albin

Fausto Cuevas

Presidente ejecutivo de la In-dustria Nacional de Autopartes.

Director general de la AMIA (Aso-

ciación Mexicana de la Industria

Automotriz)

el país y tiene la base en inversio-nes para fabricar nuevos modelos. “Tenemos una expectativa de cre-cimiento gradual. No hay una cifra específica, pero se cree que la ten-dencia al crecimiento de los meses posteriores a la pandemia se manten-drá. Lo que estamos buscando es no perder participación en el mercado de Estados Unidos. Nuestra participa-ción sigue oscilando entre el 14 y el 16%. Pensamos que esto es positivo y se mantendrá hacia los próximos meses”, concluyó Cuevas. Al respecto, Oscal Albin agregó que “La capacidad instalada en México para la fabrica-ción de vehículos es de 5.2 millones de unidades y en nuestro mejor año producimos 4. Entonces todavía tene-mos capacidad para que el mercado crezca y las armadoras también tie-nen espacio para responder”. Y sumó: “Lo más favorable es que tengamos una reconversión en los modelos que fabrican las plantas actualmente, hacia lo que más consume el pueblo

estadounidense, que son pick-ups y SUVs. Ya lo vimos con Ford, que cancela el Fusion y mete una SUV”, refiriéndose a la producción de la Mustang eléctrica en la planta de Cuautitlán Izcalli.

¿TENDRÁ MÉXICO LA CAPACIDAD DE PRODUC-CIÓN DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS SI AUMENTA LA DEMANDA?

Los directivos de la industria automotriz mexicana no ven problema en que el país se adapte para la fabricación de vehículos eléctricos y sus autopartes, llegado el caso de que haya un aumento de la demanda. Para Cuevas “el des-tino de las instalaciones productivas en los diferentes paí-ses es una decisión corporativa. Si la decisión de alguna de las marcas es cambiar la vocación de alguna de sus plantas hacia la producción de vehículos eléctricos, es una decisión de quien está invirtiendo y de quien define su propia estra-tegia para competir”. Según Albin, “el 80% del vehículo, entre uno eléctrico y uno de combustión interna es exác-tamente el mismo y se requieren las mismas autopartes: asientos, volantes, ventanas, etc.”, y comentó: “¿Podemos fabricar motores eléctricos? Desde luego. Es incluso más sencillo que fabricar motores de combustión. Hay otros componentes que cambian en un auto eléctrico, como los sistemas de arneses eléctricos. Pero el proceso en general se mantiene. No le veo mayor problema”. MM


KNOW HOW ESPECIAL AUTOPARTES METALMECÁNICA

PRODUCCIÓN EFICIENTE DE COMPONENTES para motores de vehículoseléctricosCómo se reinventan las líneas de fabricación para componentes complejos y ligeros.

n gran número de estudios predicen un rápido creci-miento de la electromovi-lidad. Las últimas cifras de ventas confirman la tenden-

cia: según el Center of Automotive Management, las ventas de coches eléctricos en China y EE. UU aumen-taron fuertemente durante los últi-mos 5 años. Los vehículos eléctricos (VE) se proyectan para igualar las ventas de vehículos motorizados por combustión interna (ICE) para 2030, y superarlos en 2040. Para satisfacer este aumento de la demanda y seguir siendo competitivo en un mercado cambiante, los fabricantes de automó-viles tendrá que aumentar su capaci-dad para fabricar VE a gran volumen.

La ingeniería mecánica tiene un papel central que desempeñar en este desarrollo: debe desarrollar tec-nologías de producción que permitan la fabricación segura y precisa de los componentes clave del accionamiento eléctrico, en cantidades mucho mayo-res que antes.

Uno de esos componentes es el eje del rotor. Tiene que transmitir el alto par del motor eléctrico de forma precisa y estable. Al mismo tiempo, la combinación de laminaciones de rotor y eje debe ser lo más ligera posi-ble para aumentar la autonomía del coche eléctrico. Entonces, ¿cuál es la forma más eficiente de producir un eje de rotor complejo? En esta ocasión mostramos un ejemplo desarrollado por la firma EMAG, quien ha estado desarrollando una variedad de solu-ciones para este propósito, adaptadas a la geometría de los componentes y la planificación de la producción y que van desde sistemas de produc-ción totalmente automatizados hasta máquinas individuales específicas del

U

MIND 750Temple

2 x VT 4Torneado

duro externo

ELM 250Ensamble / Soldadura

4 x VL 4Torneado suaveLimpieza

OP 50

OP 60

OP 40 OP 10 / OP 20

Parte en bruto

OP 30

cliente. Un ejemplo de esta línea de producción iba a ser mostrada durante la feria IMTS de este año, y que no tuvo lugar debido a la pandemia.

MÁS LIGEROS PARA AHORRAR BATERÍA

La construcción liviana ha sido uno de los desafíos centrales en la inge-niería automotriz durante décadas. Se

espera que cada componente, desde las ruedas dentadas hasta los ejes de transmisión y las distintas carcasas, sea más ligero y más pequeño para reducir el consumo de combustible. Curiosamente, el tema se está vol-viendo aún más importante en los autos eléctricos porque menos peso significa cubrir distancias más lar-gas sin recargar. Por esta razón, el

METALMECÁNICA


KNOW HOWESPECIAL AUTOPARTES

2 x VL 4Torneado interno de acabado

VT 4Torneado externo de ranuras exteriores / rectificado de hombros

Corte interno de piñones

OP 70 OP 90

OP 80

tema de la “autonomía” seguirá siendo uno de los objetivos centrales de desarrollo de la electromovilidad en el futuro previsible. En este contexto, los ejes de motores eléctricos masivos y pesados con núcleos de rotor laminados relativa-mente grandes no se ajustan a los requisitos. En este caso compartido por EMAG se está demostrando actualmente cómo los ejes de rotor con peso optimizado y, por lo tanto, los motores eléctricos con peso optimizado en general, se pueden producir en serie. Sus especialistas en sistemas de producción han diseñado una línea en la que el mecani-

zado suave (sobre acero sin templar), el endurecimiento y el mecanizado duro de un eje hueco (y por lo tanto ligero) tienen lugar uno tras otro. “En general, la producción de un componente así es el tipo de desafío perfecto para nuestra empresa”, explica Ulrich Heiermann, director de aplicacio-nes técnicas de EMAG. “Disponemos de todo el know-how de aplicación necesario, desde torneado, taladrado y fre-sado hasta endurecimiento y rectificado. También lleva-mos décadas desarrollando los sistemas de automatización correspondientes. Por otro lado, también ofrecemos solucio-nes individuales específicas para el cliente para subproce-sos básicos como torneado o rectificado. Estas instalaciones de máquinas independientes también pueden ser el punto de partida para una expansión posterior a una línea auto-mática completa. En ambos casos, se utilizan soluciones modulares flexibles", complementó Heiermann.

EJE ENSAMBLADO CON GRANDES VENTAJASEl eje del rotor "ensamblado" es un excelente ejemplo

actual de este enfoque flexible. El sistema de producción de varias etapas combina mecanizado suave, soldadura láser, endurecimiento y mecanizado duro. Además, el eje se ensambla durante el proceso a partir de dos piezas termina-les diferentes, un principio básico que se conoce, por ejem-plo, de los árboles de levas ensamblados. De esta manera, el procedimiento se puede dividir en subprocesos cortos

Pieza terminadaDiagrama: EMAG


KNOW HOW ESPECIAL AUTOPARTES METALMECÁNICA

y parcialmente paralelos. Además, este enfoque a menudo ofrece a los desarrolladores de componentes una mayor libertad. El acabado de este eje se realiza en el sistema EMAG en ciclos perfectamente sincronizados: en las dos primeras operaciones (OP 10 y OP 20) se mecanizan inicial-mente las dos piezas diferentes por dentro y por fuera, creando también la geometría interior hueca. Para esta etapa se utilizan cuatro pick-up EMAG VL 4. Después de un proceso de lim-pieza (OP 30), las piezas terminales se unen en una máquina EMAG ELC 250 mediante soldadura láser (OP 40), un proceso extremadamente rápido y seguro. La energía concentrada y con-trolada con precisión del rayo láser permite altas velocidades de solda-dura e implica un mínimo de distor-siones en el componente soldado.

A continuación, los asientos de los rodamientos se templan en cuestión de segundos y con alta precisión en la máquina de templado por inducción MIND 750 de EMAG eldec (OP 50). El mecanizado duro del eje comienza con el torneado exterior en la máquina pick-up EMAG VT 4-4 (OP 60) y el tor-neado interior en la serie modular VL (OP 70). Las OP 80 y 90 consisten en el corte de engranajes del eje y el aca-bado de varios hombros en el exterior. El acabado con tolerancias estrechas y altas exigencias en la calidad de la superficie es proporcionado por el pro-ceso de rectificado final en una rectifi-cadora de eje vertical de la serie VTC (OP 100).

Un eje de rotor terminado sale de esta línea aproxi-madamente cada 45 s. Los tiempos de inactividad no deseados en los que una máqui-na está parada se redu cen al mínimo.

Los fabricantes de automóviles globales están

bajo presión para reducir costos

ya que financian la mayor transforma-ción de la industria

automotrizen décadas.

Esta inversión in-cluye la remodela-ción completa devarias instalacio-

nes de fabricación para producir

nuevosvehículos

(Rauwald, 2019). Otras empresas, aunque menos

agresivo que VW, están siguiendo su

ejemplo.

tienecomprometido

para el desarrollo de electricidad

y vehículos conec-tados hasta 2023 (Rauwald, 2019).

mil millones USD

Volkswagen

$49

Procesos de mecanizado: Eje automotriz aligerado

EN BRUTO OP 10 / OP 20

OP 30 / OP 40

OP 60 / OP 70 OP 80 / OP 90/OP 100

OP 50

Torneado suave

Limpieza / Ensamble / Soldadura láser

Torneado externo duro / Torneado interno de

acabadoCorte interno de

piñones / Torneado exterior de acabado + Ranuras / Rectificado

de hombros

Temple


KNOW HOWESPECIAL AUTOPARTES

Para este momento el eje está listo para unirse con las correspondientes laminaciones. La tecnología de automa-tización EMAG, que asegura el transporte entre las máqui-nas, se adapta a los requisitos del cliente. Por ejemplo, se pueden utilizar pórticos de línea, celdas de apilado, cintas transportadoras de acumulación o el sistema TrackMotion patentado por la firma alemana. En cualquier caso, el sistema se beneficia de la estandarización de todas las máquinas y sus interfaces optimizadas. Además, la tec-nología de recogida instalada en el sistema garantiza la velocidad en el flujo del proceso: el eje (o sus dos compo-nentes separados al principio) se transporta dentro y fuera del área de mecanizado por medio de un husillo de pieza de trabajo móvil. El proceso de fresado y torneado vertical se lleva a cabo a altas velocidades de corte con un flujo de viruta optimizado.

SOLUCIÓN RÁPIDA MINIMIZANDO TIEMPOS MUERTOS

Aproximadamente cada 45 segundos, un eje de rotor terminado sale de esta línea. Los tiempos de inactividad no deseados en los que una máquina está parada se redu-cen al mínimo. “La calidad de dicho proceso de produc-ción se determina desde la fase inicial de concepto. EMAG aporta aquí toda su experiencia: en las diversas aplicacio-nes de herramientas, el diseño de máquinas herramienta multifuncionales y su control e interconexión. El objetivo principal es siempre producir componentes óptimos, en el tiempo de ciclo y la calidad que el cliente solicita. En última instancia, el cliente decide si esto se hará en una línea integrada con altos volúmenes anuales o, por ejem-plo, con máquinas individuales cargadas manualmente con cantidades más pequeñas y más flexibilidad”, con-cluye Ulrich Heiermann. MM

OP100: Una rectificadora de eje vertical serie VTC proporciona el acabado del eje “ensamblado”. Cortesía: EMAG

PORTADA ESPECIAL AUTOPARTES METALMECÁNICA


MULTIPLIQUE SU PRODUCTIVIDADeligiendo el recubrimiento correctoPor Dr.-Ing. Miguel Garzón

Conocer qué está detrás de los tipos de recubrimiento en las herramientas de corte que se escogen para cada trabajo, es clave para incrementar la productividad en el taller.

oda persona envuelta en oda persona envuelta en el mundo del mecanizado el mundo del mecanizado conoce los pilares de una conoce los pilares de una buena herramienta de buena herramienta de

corte. Esta debe ser dura para resis-corte. Esta debe ser dura para resis-tir el desgaste y la deformación de tir el desgaste y la deformación de los filos de corte. Debe ser tenaz para los filos de corte. Debe ser tenaz para resistir la rotura del cuerpo ante resistir la rotura del cuerpo ante choques. Con el fin de evitar des-choques. Con el fin de evitar des-gaste, no interactuar químicamente gaste, no interactuar químicamente con el material de la pieza de tra-con el material de la pieza de tra-bajo, al igual que ser químicamente bajo, al igual que ser químicamente estable para resistir la oxidación y estable para resistir la oxidación y la difusión. Sobre todo en el caso de la difusión. Sobre todo en el caso de

T corte interrumpido, como el fresado, corte interrumpido, como el fresado, las herramientas deben tener muy las herramientas deben tener muy buena resistencia a los cambios tér-buena resistencia a los cambios tér-micos bruscos. Sin embargo, la tec-micos bruscos. Sin embargo, la tec-nología aún no logra generar una nología aún no logra generar una herramienta única que solucione herramienta única que solucione absolutamente todos los casos de absolutamente todos los casos de corte.corte.

Por principios físicos de los mate-Por principios físicos de los mate-riales, se puede tener por un lado gran riales, se puede tener por un lado gran dureza, como en el caso del diamante dureza, como en el caso del diamante o el CBN, por ejemplo, o se tiene muy o el CBN, por ejemplo, o se tiene muy buena tenacidad para soportar golpes y buena tenacidad para soportar golpes y choques térmicos, como es el caso de los choques térmicos, como es el caso de los

aceros de herramienta o algu-aceros de herramienta o algu-nos tipos de carburos cementa-nos tipos de carburos cementa-dos. Con el fin de acercarse a un dos. Con el fin de acercarse a un mejor compromiso de propieda-mejor compromiso de propieda-des mecánicas, en las que ade-des mecánicas, en las que ade-más de mejorar la remoción de más de mejorar la remoción de material, se reduzcan tiempos de material, se reduzcan tiempos de ciclo y se minimice el material ciclo y se minimice el material de desecho, los fabricantes de de desecho, los fabricantes de herramientas vienen trabajando herramientas vienen trabajando fuertemente en el desarrollo de fuertemente en el desarrollo de recubrimientos que permitan recubrimientos que permitan sumar sus cualidades a los del sumar sus cualidades a los del material base de los insertos material base de los insertos de corte y se avance hacia ese de corte y se avance hacia ese mundo ideal de la herramienta mundo ideal de la herramienta de corte “perfecta”.de corte “perfecta”.


PORTADAESPECIAL AUTOPARTES

Este artículo busca resumir las principales técnicas que se utilizan para fabricar los recubrimientos con el fin de que usted tenga mayores criterios de escogencia a la hora de definir la herramienta correcta para su aplicación. Es bien sabido que hoy en día, los fabricantes de autopartes, tanto de componentes tra-dicionales como de movilidad eléctrica, buscan soluciones con-fiables para satisfacer las demandas del mercado y mantener competitivos sus costos de producción. Esta información le será útil para tomar decisiones informadas en su taller.

PVD (DEPOSICIÓN FÍSICA DE VAPOR)El recubrimiento se forma por vapor de metal que se con-

densa en las superficies de los insertos. El PVD funciona de la misma manera que cuando el aire húmedo se condensa en una superficie fría y forma una capa de hielo al bajar la tem-peratura. Los recubrimientos PVD se forman a una tempera-tura mucho más baja que los CVD. En un proceso PVD normal las temperaturas rondan los 500° C. Es decir por debajo de las temperaturas a las cuales se afecta la microestructura de los materiales con los que se fabrican las herramientas. El espe-sor del revestimiento está en el rango de 2-6 μm dependiendo del área de aplicación de los insertos. Los recubrimientos PVD más comunes en la actualidad son el TiN, Ti (C, N), (Ti, Al) N, (Ti, Al, Cr) N y cada vez más, óxidos no ferrosos.

METALMECÁNICA

CVD (DEPOSICIÓN QUÍMICA DE VAPOR)En un proceso de recubrimiento CVD, la capa es for-

mada por una reacción química de diferentes gases. Temperatura, tiempo, flujo de gas, atmósfera gaseosa, etc., se controlan cuidadosamente para dirigir la deposición de las capas de revestimiento. Dependiendo del tipo de recu-brimiento, la temperatura en el reactor puede estar entre 800 y 1100º C.

Cuanto más grueso sea el recubrimiento, más largo será el proceso.

El recubrimiento CVD más delgado de la actualidad está por debajo de 4 μm y el más grueso está por encima de 20 μm.

Las ventajas del recubrimiento PVD

• El PVD proporciona una buena tenacidad en los bordes, por lo general mayor al del CVD.

• Los recubrimientos PVD pueden mantener un "afilado" más agudo.

• PVD se puede utilizar en puntas soldadas.• PVD se puede utilizar en herramientas de carburo sólido.

TiAIN

Ventajas del CVD

• Capacidad para realizar recubri-mientos más gruesos.

• Capacidad para lograr un espesor uniforme del revestimiento en geo-metrías complejas.

• Muy buena adherencia al sustrato de carburo.

• Muy buena resistencia al desgaste.• Posibilidad de realizar recubrimien-

tos de óxidos.

TiN

Al2O3

TI (C,N)

INSERTOS PARA CORTE DE ACEROLa mayor variedad de tipos de

componentes automotrices proba-blemente estén en el área ISO P ya que cubre aceros de baja hasta alta aleación. Esto incluye aplicaciones que exigen desde mayor resistencia al desgaste hasta mayor tenacidad. Es decir, en condiciones de operación P01 a P20 aproximadamente, se tie-nen condiciones de corte continuo como el torneado, pasando desde torneado interno y externo sin vibra-ciones, hasta torneado en condicio-nes complejas a velocidades de corte bajas. Subiendo en la escala de P30 en adelante, se encuentran procesos de torneado discontinuo y fresado con condiciones en los que las herramien-tas sufren “golpes” durante su trabajo y requieren de mayor tenacidad.

La siguiente ilustración muestra de manera general cómo se distribuyen las diferentes capas de recubrimiento sobre el sustrato de carburo cemen-tado en el caso de grados de insertos para torneado de acero. En general,

Ilustración basada en información de Sandvik

Ilustración basada en información de Sandvik

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PORTADA ESPECIAL AUTOPARTES

los recubrimientos más gruesos significan mayor resisten-cia al desgaste y entre más duro sea el sustrato mayor resistencia a la deformación tiene la herramienta.

Recubrimiento CVD Inveio de alúmina unidireccional. Cortesía: Sandvik

RECUBRIMIENTOS DE ÚLTIMA GENERACIÓNEl fabricante de herramientas de corte Sandvik desarro-

lló ya la segunda generación de su recubrimiento Inveio, el cual es un avance técnico con el que logran la orienta-ción unidireccional de los cristal de alúmina (Al2O3) en la capa de revestimiento aumentando la resistencia al des-gaste y la vida útil de la herramienta.

Cómo se ven las capas de recubrimiento dependiendo de las aplicaciones

PResistencia al desgaste Tenacidad

ISO P01-P15 ISO P05-P30 ISO P10-P35 ISO P20-P45Ilustración basada en información de Sandvik

Este revestimiento, logrado mediante un proceso CVD, todos los cristales se alinean en la misma dirección, con la parte más fuerte hacia la superficie exterior. De esta manera se crea una barrera de mayor resistencia hacia la zona de corte y la viruta. Esto mejora el desgaste de cráter y la resistencia al desgaste del filo de corte.

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PORTADA

Inserto de corte con recubrimiento DLC especial para mecanizado de aluminio. Cortesía: Kyocera

Un efecto importante es que el calor se aleja más rápida-mente de la zona de corte, lo que ayuda a que el filo se man-tenga en forma durante más tiempo. Igualmente, Sandvik asegura que este recubrimiento soporta mayores presiones de corte a altas temperaturas para cortar más rápido, dado que se endurece a medida que la temperatura sube. Según Osvaldo Pérez, Especialista de Producto de Sandvik Coromant México, la segunda generación de este recubrimiento presenta “mejor alineación de cristales del recubrimiento y mayor uniformi-dad de los cristales, teniendo prácticamente el mismo tamaño de cristal y alineación, sin espacios que puedan propiciar su desprendimiento”. A lo que complementa, “Al no desprenderse los cristales, tenemos un desgaste más uniforme y predecible, debido a que el desgaste de los cristales va a ser uniforme”. Debido a que este recubrimiento es un CVD, el especialista recomienda su aplicación “en materiales como el acero y la fundición, donde los desgastes son mayores”, asegura Pérez. Estos proveedores aseguran tener múltiples casos de éxito tanto en México como en el resto del mundo, donde se logran incrementos en la vida del 100% en aplicaciones con respecto a insertos de otros orígenes.

DLC EN INSERTOS DE CORTELa industria automotriz cada vez tiene aplicaciones más

frecuentes en las que el material a mecanizar es el alumi-

ESPECIAL AUTOPARTES

nio. Con este fin, el fabricante Kyocera generó un proceso propio de deposición DLC libre de hidrógeno para mejorar la vida útil de la herramienta. Una de las características más interesantes del DLC (Diamond Like Carbon) es bajar el coeficiente de fricción para evitar el acumulamiento de material en los filos de corte, con su consecuente dete-rioro de la calidad superficial y aumento del desgaste. Este fabricante ha logrado combinar además, el tener filos de corte de radio muy pequeño (muy afilados) que junto con el recubrimiento previenen también la forma-ción de rebabas, tan comunes en el mecanizado de materiales de alta ductilidad. Este tipo de recu-brimientos se puede conseguir en herramientas para torneado, fresado y corte de caras. En casos de aplicación, Kyocera asegura lograr también incrementos de más del doble en la vida útil de las herramientas debido a la reducción en acumulación de mate-rial en el borde, con respecto a otros insertos de corte. MM


METALMECÁNICAGESTIÓN DE PRODUCCIÓN

UNA COTIZACIÓN RÁPIDA Y EXACTA PUEDE SER

Foto: Shutterstock

la diferencia para el éxitoLa tendencia generalizada hacia la digitalización de la producción metal-mecánica implica el uso y análisis de datos mucho más allá de la generación de los planos CAD en 3D o la generación de programas de control numérico para manejar las máquinas. El costeo de los trabajos hace parte de este movimiento.

Por Dr.-Ing. Miguel Garzón

a idea de la digitalización es generar una red entre los productos, máquinas, personas y procesos que use los datos de todo el sistema para aumentar la transparencia y la capacidad utilizada del taller, reduciendo los errores y los desperdicios. Dentro de

toda esta cadena, hay un factor fundamental que es el del control de costos y con él, la generación de las cotizaciones requeridas por los clientes antes de iniciar cualquier el pri-mer corte de metal.

Para un taller metalmecánico un cálculo de costos exitoso es un prerrequisito importante para su propia capacidad de competir. En el caso de los talleres con grandes producciones en serie, el cálculo de costos, aunque complejo, no presenta un desafío constante, debido a que las máquinas permane-cen ocupadas realizando el mismo trabajo la mayoría del tiempo, usando las mismas herramientas y suministros. Básicamente se conocen bien los tiempos y recursos con los que se llevan a cabo los trabajos. Sin embargo, para los talle-res que procesan piezas en bajas cantidades, o incluso series de un solo producto, como lo serían los fabricantes de mol-

L

des y troqueles, predecir rápidamente los costos finales de su fabricación es un reto importante.

MINIMIZAR EL TIEMPO Y EL ESFUERZO NECESARIOS PARA CREAR UNA PROPUESTA

Debido a la alta variabilidad de los productos y procesos en muchos talleres metalmecánicos que produ-cen series cortas, el cálculo general-mente se basa en valores obtenidos por experiencia o proyectos de refe-rencia. Esto puede hacer que la cali-dad y/o la exactitud de la estimación varíen drásticamente. Con el cre-ciente nivel de competencia glo-bal, este enfoque clásico se vuelve insuficiente.

Según un estudio realizado a más de 1,000 empresas de todo tamaño, productoras de moldes y troqueles por la academia para la fabricación de herramental (WBA) de Aachen, Alemania, un taller necesita 3.7 días en promedio para enviar una cotiza-ción después de recibir la solicitud. Los datos muestran también que los talleres que más rápido responden con un cálculo exacto de los costos, tienen tasas más altas de asignación de los trabajos. Un taller con buen sistema de costos establecido tiene una tasa de conversión del 36% de sus cotizaciones a contratos, mien-tras que el promedio general de los talleres está alrededor de un 15%. Tabulando todas las respuestas del millar de talleres en Alemania, hay una variabilidad de -40 % a +70 % entre el costo cotizado y el valor que realmente se contabiliza una vez se ha terminado el proyecto. El pro-blema con los casos en los que se coloca un precio con un gran mar-gen a favor, a manera de “factor de seguridad”, es que esto puede rápi-damente reducir la competitividad global de la empresa. La competen-cia global es cada vez más fuerte y herramientas digitales de cotización inmediata en el CAD, como Xometry, MFG.com o Fictiv dejan menos espa-cio a la especulación.

PROCESO PARA CALCULAR LOS COSTOS DE UN PRODUCTO

La WBA asegura que los procesos de cálculo del costo de un herramental (o para cualquier caso, una serie corta o

necesita un taller en promedio para enviar una cotiza-

ción para un molde o troquel

días

3.7

Fuente: Estudio Successful Calculation

in Tool Making - WBA Aachen


METALMECÁNICA GESTIÓN DE PRODUCCIÓN

de los posibles

esperan una coti-zación en menos

de 24 horas

clientes

67 %

única de productos de alta compleji-dad) se puede dividir en tres áreas:

Fuente: Estudio 2020 Part buyer expectations report - paperlessPARTS

El precio de cotización es la parte central de un presupuesto completo y va de la mano de la descripción técnica de la solución, la fecha de entrega y otras condiciones generales o específi-cas. El requisito para un cálculo realista es el examen y evaluación cuidadoso de la solicitud. En este sentido, incluso antes de identificar el diseño técnico final, los primeros criterios que deben evaluarse son la viabilidad, convenien-cia e importancia estratégica. Aquí hay una gran cantidad de conocimiento para evaluar los posibles riesgos de costear un trabajo muy por debajo de los valores reales a causa de tener en cuenta algún requerimiento especial de mecanizado o herramientas no dis-ponibles, diseño de sistemas de agarre especiales, entre otros. En este punto, el

COTIZACIÓN

CÁLCULO CONTINUO DE COSTOS

análisis de información de trabajos pasados es fundamental. La diferencia está entre si los datos están en la cabeza de una sola persona u organizados para que más miembros de la organización tengan oportunidad de tomar decisiones.

Después de que el cliente adjudica el contrato y en para-lelo al inicio de la producción, el cálculo de costes en curso comienza. Durante la fase de fabricación del producto, las horas de trabajo reales (del personal y máquina) incurri-dos se contabilizan como gastos y se capturan de manera simultánea. A través de una comparación continua de cos-tos calculados y horas de trabajo ya realizadas, se crea un cálculo concurrente de costos diario.

1. 2.POST CÁLCULO

3. El costeo final ocurre después de la finalización y entrega del producto al cliente. Las horas de trabajo adicionales y posibles costos indirectos no contabilizados previamente deben ser reportados comparados con el plan original. Las posibles diferencias positivas o negativas se evalúan para que los resultados sean implementados en el cálculo de cos-


METALMECÁNICAGESTIÓN DE PRODUCCIÓN

de los

toman decisión de compra en una semana o menos

después de recibir cotización

compradores

Fuente: Estudio 2020 Part buyer expectations report - paperlessPARTS

75 %

les de un producto. Acabados super-ficiales, tolerancias, ajustes, etc. Esto ahorra trabajo repetido, dado que muchas veces llegan requerimientos de piezas que ya se habían trabajado, pero esta vez son asignadas a otro tra-bajador que debe hacer todo el análisis una vez más.

En resumen, se trata de evitar que todo el conocimiento quede almace-nado en una o pocas personas de la organización, y que más bien, la infor-mación pueda ser consultada, man-tenida y analizada por una base más grande de personas y departamentos de la compañía. Después de todo, el conocimiento necesario para hacer una cotización incluye directamente el know-how de la empresa y es crucial que este se mantenga y crezca para el beneficio de la misma.

UN EJEMPLO DE SOLUCIÓN PARA COTIZACIONES MÁS RÁPIDAS

La firma estadounidense Paperless Parts, desarrolló un software que

tos futuros y precios de cotización. Es útil llevar un desglose de los costos dependiendo de la etapa del proceso, deta-llando los pasos tecnológicos y las máquinas utilizadas. Si hay desviaciones relevantes con respecto a lo planificado, se definen tanto los objetivos de mejora, como la asignación de responsabilidades.

LA DISPONIBILIDAD DE LA INFORMACIÓN ES CLAVEHoy en día siguen siendo muchos los talleres que aplican

métodos de cálculo basados en la experiencia pura de sus empleados. Muchas veces basados en el promedio del costo por kg de producto vendido en el pasado. Este último es lla-mado el método de similaridad. Según este, se asume que hay un principio de proporcionalidad entre el costo del mate-rial y el resto de costos directos e indirectos en la empresa. Sin embargo, la complejidad de las piezas a fabricar está incrementando. Hay cada vez más características de diseño individualizadas en cuanto a geometrías, aleaciones, acaba-dos superficiales, tratamientos térmicos, que dificultan el proceso de costeo basado en promedios de costos pasados.

El requisito actual para determinar los costos es la dis-ponibilidad rápida de toda la información necesaria. Por lo general, esta no se encuentra a la mano con el nivel de deta-lle requerido, por lo que se vuelve crucial tener un software que permita revisar en bases de datos bien organizadas los factores que influenciaron en casos pasados los costos fina-


GESTIÓN DE PRODUCCIÓN

Paperless Parts analiza automáticamente anotaciones escritas en los planos para detectar requerimientos especiales de trabajo. Cortesía: PaperlessParts

El software para generación de cotizaciones de Paperless Parts permite analizar planos 2D en PDF automáticamente, para reducir el tiempo de entrega de propuestas económicas. Cortesía: PaperlessParts

apoya a las empresas a generar cotizaciones rápidas con base en la información disponible en planos 3D, registros históricos organizados y, de manera revolucionaria, de pla-nos técnicos en 2D en formato PDF. Esto último se realiza utilizando tecnología de reconocimiento óptico de caracteres (OCR, por su sigla en inglés). Gracias a este desarrollo, el soft-ware permite ver y almacenar los archivos, calcular rápida-mente requisitos de formas de materiales óptimas (barras, varillas o láminas), además de detectar automáticamente si una pieza se puede fabricar en el taller, en función de los umbrales de geometrías de fabricación que se le hayan pro-gramado. Según información del fabricante del software, su motor de geometría analiza piezas basándose en varios pro-cesos de manufactura para identificar problemas potenciales como esquinas estrechas y agujeros profundos o áreas que requieren herramientas especiales.

Con las herramientas digitales adecuadas, los talleres metalmecánicos pueden reemplazar los procesos manuales ineficientes y mejorar los tiempos de respuesta con mayor seguridad de que sus costos están bien calculados, mejo-rando la experiencia de compra que los clientes modernos esperan. MM

HISTORIAS EN METAL ESPECIAL AUTOPARTES METALMECÁNICA

sufriendo una transformación

LA INDUSTRIA METALMECÁNICA ESTÁ

Foto cortesía: Schuler

La revista MMI entrevistó al Ingeniero Carlos Valdés, CEO de Schuler Mexico (Pressensysteme Schuler-Mexiko, S.A. de C.V.) sobre varios temas relevantes en la actualidad de la industria metalmecánica y sus aplicacio-nes hacia la industria automotriz.

MMI: ¿Qué novedades técnicas con aplicaciones automotrices nos puede comentar que se esperaban presentar en las grandes ferias como la IMTS este año y que no pudo lle-varse a cabo debido a la pandemia del COVID-19?

Carlos Valdés: Específicamente para el sector automotriz de acuerdo a los trends internacionales, que es llevar un poco más la industria hacia autos eléctricos, se iba a presentar un sistema innovador de manufac-tura para los casings de las baterías. Para esto se utiliza una técnica lla-mada extrusión de impacto. Es una técnica que se usa para la laminación de motores eléctricos. Y lo que hizo

internas de los vehículos, como piezas que estarán a la vista. Si estos siste-mas están mal colocados, o el metal está mal colocado en la máquina, se produce mucho desperdicio. El nuevo sistema desarrollado por Schuler per-mite revisar, a través de un sistema de cámaras, si la posición del troquel es correcta y que no haya ningún obstáculo allí. Que no haya quedado ninguna pinza o un desarmador en el herramental, dado que esto puede ser catastrófico tanto para el troquel como para la pieza de salida. El sis-tema de monitoreo verifica que se pueda comenzar con el trabajo aho-rrando mucho material, desperdicio y ahorra daños en los troqueles.

MMI: ¿Qué aplicaciones ha desa-rrollado Schuler para la Industria 4.0 y cómo ve su aplicación en Latinoamérica?

CV: Tenemos un sistema de monito-reo que se coloca dentro de la prensa y que recolecta datos de funcionamiento de la máquina. Estos son importantes tanto para el operador de la máquina, como para el encargado de la produc-ción. Es un sistema IoT que recolecta los datos, los lleva a la nube y allí se pueden conectar desde cualquier lugar. Puede sacar datos estadísticos o datos en tiempo real. Hay una app diseñada para esto, y desde allí se puede conec-tar a la base de datos que está en la nube.

"Esto es novedo-so porque es muy útil para el cliente. Sobre todo en La-tinoamérica donde posiblemente no todos los clientes tienen una cultura de tener un esque-ma de manteni-miento programa-do o preventivo."

Schuler fue adaptar esta tecnología para baterías de autos. Las ventajas son que podemos usar menos mate-rial, hay menos desperdicio y se pue-den producir más baterías en menos tiempo. Ya hay maquinaria con esta tecnología instalada en México para una empresa que hace con ellas laminados para motores eléctricos, no para el mercado automotriz, pero efectivamente son máquinas de alta velocidad que hacen más rápido el proceso y sobre todo con menos des-perdicio de material.

La otra novedad es un sistema de monitoreo para troqueles. Con este tipo de herramental se producen típicamente tanto piezas metálicas


Carlos Valdés, Schuler México


METALMECÁNICA HISTORIAS EN METALESPECIAL AUTOPARTES


Desafortunadamente en Latinoamérica solo las empresas muy grandes son las que manejan este concepto de mante-nimiento preventivo, pero las empresas medianas o pequeñas no tienen esta cul-tura. A través de estos avances tecnológi-cos podemos llamar la atención y decirles, aquí la máquina está llegando a un punto crítico, llevas tantos ciclos, está teniendo esta falla y ellos pueden decidir qué hacer.

En Europa ya hay casos de éxito en los que se enlazan todos los datos de una planta, pero en Latinoamérica aún hay un gran camino por reco-rrer. Las empresas de automatización o de IT que se metan en esto, tienen mucho por hacer todavía y también tienen el reto de convencer a los usuarios que esta es la tendencia del futuro y de las ventajas que tiene. Porque la mayoría son plantas de producción cuyo objetivo es producir - que es lo que les da de comer- pero al final del día si la máquina tiene algo, puede ser algo catastrófico, que te deje con solo media producción, o

que te deje sin máquina seis meses y esto es más costoso que hacer un mantenimiento previo.

MMI: ¿Qué efectos ha traído la pandemia para Schuler?

CV: Todos teníamos un presupuesto de venta de maquinaria para este año, pero la buena noticia es que no hay cancelacio-nes de compra. Simplemente se ha postergado la compra, por cuestiones de presupuesto, por darle prioridad a la reducción de costos y reestructuración de costos en las empresas. Siguen los planes, ya sea para 2021 o 2022, pero no se ha cancelado.

Carlos Valdés

CEO de Schuler Mexico

“Mi estimación personal, es que se va a empezar a ver un efecto en los próximos dos años, vamos a ver más plantas de producción de motores eléc-tricos, líneas de baterías aquí en Latinoamérica.


HISTORIAS EN METAL ESPECIAL AUTOPARTES METALMECÁNICA

MMI: ¿Notan ustedes una ten-dencia hacia la repotenciación o compra de máquina usada?

CV: No. Creo que esto es una reacción a la pandemia y a la crisis que estamos viviendo. Todos están en modo aho-rro, en modo restructuración, en modo “necesito volver mi empresa lo más lean posible para quedarme solo con lo que es absolutamente necesario" y porqué no, producir más con lo que tengo. Y eso aplica también para las máquinas. Están pensando: tal vez me me con-venga más hacer un refurbishment, pero lo que yo pienso es que es algo natural, algo de pánico temporal.

La industria automotriz y la indus-tria metalmecánica está sufriendo un proceso de transformación en muchos sentidos, la transforma-ción va hacia la producción de autos eléctricos. Vamos a llegar a ese punto. No se van a dejar de producir motores diesel, ni gasolina, pero mucha de la producción va a mutar a producir autos eléctricos.

Para esto lo primero que necesi-tas en cualquier parte del auto, sea en el motor, en el chasis, en las partes de vista, en componentes, es maquinaria nueva. No lo puedes hacer con máqui-nas existentes: Es muy difícil, o muy caro hacerlo con máquinas viejas.

En el negocio de prensas, para produ-cir sistemas que, en vez de trabajar con acero, trabajen con aluminio, sí se puede hacer la conversión, pero es costoso. Si se hace el análisis de costo/beneficio, tienes mucho mayor beneficio a largo plazo si tienes maquinaria especializada para este nuevo trend en el mercado. Si te vas a poner a producir motores eléc-tricos, necesitas totalmente maquina-ria nueva, si te vas a dedicar a producir baterías, necesitas maquinaria nueva. Es un efecto temporal lo que estamos viendo y no es malo. Le da oportunidad a otras empresas. Nosotros hacemos mantenimiento también y damos ser-vicios y por ese lado, los clientes están requiriendo estos servicios de actuali-zación y refurbishment y esto también nos da trabajo.

MMI: ¿Cuándo estimas que se vaya a ver un efecto de la tendencia de producción de autopartes para vehículos eléctricos en México?

CV: Mi estimación personal, basada en la información que tengo, en con-

Instalaciones de Schuler Mexico (Pressensysteme Schuler-Mexiko, S.A. de C.V.) en Puebla.

INDUSTRIA 4.0MONITOREO DE PROCESOS EN PRENSADO

El objetivo del monitoreo es aumentar la fiabilidad del proceso y, por tanto, la disponibilidad de la máquina, así como mejorar la producción y la calidad de las piezas. Además, se reduce el tiempo de preparación.Básicamente, aquí se recopilan los mismos datos sin procesar que con el monitoreo de condición, pero no solamente en la ejecución de prueba, sino en el proceso de producción real. ¿Las piezas buenas coinciden con sus expectativas en términos de calidad y cantidad? ¿Son correctos el comportamiento de la fuerza de la prensa y la curva de vibración? ¿Qué parámetros pue-den tener que ajustarse para cada ciclo?El uso de cámaras de imagen térmica y de vídeo pro-porciona una descripción general en tiempo real de la alimentación, la transferencia y la descarga de piezas en blanco, mientras que el sistema registra continua-mente los datos del proceso en paralelo. La información proviene de los numerosos sensores en las unidades de prensa, molde, horno y enfriamiento.Los operadores de la planta pueden veri-ficar con precisión las condiciones de producción de cada pieza: si las piezas en blanco se han calentado a un nivel lo suficientemente alto, si han estado en la prensa el tiempo suficiente y se han enfriado en el momento adecuado.

Fuente: Schuler

Con el proceso de extrusión de impacto se pueden producir hasta 5 veces más piezas que por embutido profundo. Y con mucho menor desperdicio de material.El ejemplo de la fotografía muestra el proceso para generar carca-sas prismáticas para baterías de vehículos eléctricos. En lugar del pro-ceso tradicional de embutido a partir de una lámina, se utiliza una chapa de aluminio que se procesa más rápido y perdi-endo muy poca materia prima.



METALMECÁNICA HISTORIAS EN METALESPECIAL AUTOPARTES

versaciones con algunos clientes y sus planes, es que se va a empezar a ver un efecto en los próximos dos años, vamos a ver más plantas de producción de motores eléctricos, líneas de baterías aquí en Latinoamérica. No nos podemos quedar atrás. Ya se oyen muy fuerte estas conversaciones. No se trata de desaparecer la producción de motores diesel o gasolina. Eso va a seguir.

MMI: ¿Qué oportunidades va a traer el TMEC y el Reshoring que está planteando EEUU en este momento?

CV: El tratado era necesario actuali-zarlo. La forma en que lo actualizaron tiene muchas partes interesantes que vale la pena analizar. Tiene mucho que no existía hace 30 años o un poco más cuando se firmó el otro, pero si necesitaba una actualización. Alguno de los beneficios principales, podría ser la protección de la propiedad inte-lectual que es importante para man-tener y reforzar la fuerza laboral en

Norteamérica y para mover el con-cepto de R&D en la región. México es un país muy enfocado a manufac-tura y producción, y eso está bien, pero necesitamos reforzar la parte de investigación y desarrollo entre los tres países. Para mejorar la propiedad intelectual en América y así generar más productos y de mejor calidad en la región y no depender tanto de los productos hechos en China, que cada vez son mejores. Cada vez tienen más calidad los productos que man-dan ellos, pero no quiere decir que no lo podamos hacer aquí en América. Tenemos todo el conocimiento y lo podemos hacer aquí.

El otro beneficio es el Costs and Trade Facilitation que hace más fáci-les las exportaciones entre los tres países evitando las complicaciones de papeleo y de burocracia. Se pue-den hacer exportaciones más pre-dictivas entre las tres naciones. Se puede hacer cálculos de tiempos más rápidos, sin mucha complicación

Otra innovación tecnológica que le metieron fue el digital trade que abre la frontera para otro tipo de negocios más innovadores, como servicios digitales que se pueden intercambiar entre los tres países y no se necesita exportar realmente, al ser digital. Esto también dismi-nuye o restringe las tarifas y abre las ventajas de tener más servicios de pagos e inversiones digitales. Se está hablando de abrir un poco más este último mercado que es atrac-tivo tanto para empresas como per-sonas, para poder tener inversiones sin tantas restricciones.

Al final la región tiene todo para ser, sino la región más importante del mundo, en cuanto a comercio internacional, desarrollo produc-ción. Es cuestión que los países no se sienten a hacer planes en con-junto y que no se vean como países separados sino como una región. Y creo que pueden hacer algo muy bueno. MM


ZOOM ESPECIAL AUTOPARTES METALMECÁNICA

simple y preciso

RECTIFICADO DE CIGÜEÑALES

La empresa thyssenkrupp Crankshaft en Danville, IL, utiliza una máquina NUMERIKA GH1500 de ZEMA para rectificar sus cigüeñales. La confiable máquina de rectificado externo trabaja en una operación de tres turnos los siete días de la semana, rectificando bridas y el extremo del muñón en cigüeñales para motores de combustión de servicio pesado.

tilizando el proceso de rectificado cilíndrico externo la firma produce de forma fiable cigüe-ñales gracias a una bancada de la máquina resistente a la torsión, guías hidrostáticas y

husillos de rectificado con cojinetes hidrostáticos. Todos estos componentes ayudan a lograr resultados ideales a la hora de rectificar con ruedas de corindón (Al2O3). El sis-tema de control fácil de usar ofrece pantallas de entrada requeridas para rectificar con corindón. En sus 21 años en thyssenkrupp, el gerente de ingeniería de procesos, José Fernando Dias de Moraes, ha participado activamente en varios proyectos de rectificado en las plan-tas de producción de la empresa en todo el mundo. Sus experiencias con ZEMA Zscelics Ltda durante su carrera han sido muy positivas y valiosas. Dias de Moraes ha estado en el sitio en Danville, IL, desde hace cuatro años. Junto con otros seis ingenieros, supervisa cuatro líneas de producción. La máquina rectifica cigüeñales en operación

U

de tres turnos siete días a la semana. La línea, que produce principalmente cigüeñales para camiones pesados y maquinaria de construcción de todo el mundo, se expandirá con una NUMERIKA GH1500 adicional a fina-les de este año.

“Hemos reem-plazado una máquina de la línea de produc-ción con la NU-MERIKA, ya que la máquina utilizada anteriormente ya no era lo suficientemente fiable. Además, esta máquina funciona con precisión y es fácil de manejar. Ya habíamos realizado algunos proyectos juntos en otros sitios de thyssenkrupp”.

Ing. José Dias

Gerente de ingeniería de

procesos, thyssenkrupp,

Danville, IL

El rectificado completo de una varie-dad de piezas de trabajo en una sola configuración de sujeción da como resultado numerosas ventajas, tanto en términos de tiempo de ciclo como de esfuerzo de manipulación. Una variedad de opciones de configura-ción permite la preparación de cada máquina con sistemas de medi-ción adicionales, automatización completa y conexión a las líneas y sistemas existentes. Esto da como resultado soluciones de rectificado personalizadas. MM

En la aplicación descrita, la rueda de esmeril es de 150 mm de ancho, con longitudes de pieza de trabajo de 1500 mm, y puede mecanizar piezas de hasta 250 kg, con un diámetro máximo de giro de 450 mm.

Cortesía: Junker Zema

METALMECÁNICA


ZOOMESPECIAL AUTOPARTES

de manufactura aditiva

ESPRIT COLABORA CON ALMA CAM PARALA PROGRAMACIÓN

L

El fabricante de software CAM ESPRIT, anunció una asociación con Alma, proveedor de CAD / CAM para robótica, con el fin de crear una solución de pro-gramación completa para DED (deposición directa de energía) aditivo para robots.

as tecnologías aditivas DED son una serie de procesos de impresión 3D de metal que crea piezas fundiendo y fusionando material a medida que se deposita. La fabricación adi-

tiva por arco de alambre (WAAM), también conocida como DED-arc, es una de las tecnologías aditivas de tipo DED que utiliza robots para producir preformas de forma casi final (near net shapes) con reducciones significativas de costos y tiempos de entrega, mayor eficiencia del material y compo-nentes mejorados.

En comparación con una máquina DED basada en máquina herramienta, que puede costar varios millones de dólares, una DED robótica cuesta significativamente menos (de $ 150,000 a $ 200,000 USD). Además, muchas empresas tienen robots industriales programables existen-tes que se pueden adaptar para aplicaciones DED aditivas. Sin embargo, para programar un robot para que realice esta tarea, un ingeniero debe determinar no solo la trayectoria del cabezal, sino también los movimientos del brazo para lograr la trayectoria ideal.

ESPRIT declara que ha estado trabajando con Alma para reunir lo mejor de los dos mundos: la planificación de trayec-torias de herramientas tanto sustractivas como aditivas y la tecnología de computación robótica de trayectorias y progra-mación fuera de línea de robots de soldadura por arco.

Esta solución permite a Alma utilizar los ciclos completos DED aditivos de ESPRIT. Por otro lado, la solución permite al software CAM programar para marcas de robots industriales como Yaskawa, ABB, Fanuc, Kuka y muchas otras. MM

Cortesía: ESPRIT / Alma


METALMECÁNICAMANUFACTURA AVANZADA

EL LÁSER COMO HERRAMIENTA DE

El torneado es uno de los procesos de fabricación más importantes y antiguos para la fabricación de componentes en casi todos los sectores industriales. Sin embargo, la tecnología de mecanizado lleva a los produc-tores al límite de lo técnicamente factible, especialmente en el caso de componentes pequeños en lo que respecta al desgaste de la herramienta, la vida útil, las fuerzas de mecanizado y la zona afectada por el calor.

as desventajas tecnológi-cas relacionadas al pro-ceso de ablación láser con pulsos ultracortos, en las

que se tiene un proceso con volumen de extracción por unidad de tiempo muy pequeño en comparación con el proceso de mecanizado se eliminan mediante el concepto de doble husi-llo en una máquina especialmente

diseñada para la tarea. LA GL.smart diseñada por GFH GmbH está equi-pada con esta tecnología, junto con soluciones CAD / CAM integradas, representando un hito en la historia del torneado.

"Los componentes rotacionalmente simétricos son cada vez más pequeños y más exigentes en el curso de la minia-turización", informa Florian Lendner,

director general de GFH GmbH. “Aquí es donde las tecnologías de fabricación convencionales llegan a sus límites, porque las fuerzas de corte que actúan sobre el componente y los pequeños tamaños de herramienta dificultan el mecanizado e incluso lo hacen impo-sible para geometrías especialmente sensibles. Esto es especialmente cierto cuando se requieren materiales que se consideran difíciles de mecanizar”.

Por esta razón, esta empresa demostró la posibilidad de tornear y rectificar con láser en sus sistemas de micromecanizado láser universal hace varios años y entregó las primeras soluciones productivas. Sin embargo, todo el potencial de la nueva tecnolo-gía de fabricación solo pudo explotarse parcialmente, ya que las máquinas no habían sido diseñadas para estas aplicaciones específicas. Había res-tricciones, por ejemplo, en la veloci-dad de rotación de los componentes, el uso eficiente de la radiación láser y en general en todo el flujo de trabajo. Estas restricciones finalmente se eli-minaron: "Después de varios años de

L

torneado y rectificado


MANUFACTURA AVANZADA

trabajo de desarrollo intensivo junto con clientes y con el apoyo de fon-dos de investigación europeos como parte del marco de trabajo Horizonte 2020, podemos presentar con orgullo nuestra nueva solución de torneado y rectificado", dijo Lendner. “Está dispo-nible como máquina de doble husillo en un diseño de torneado corto y/o largo, opcionalmente con una unidad giratoria y con capacidad de inclinarse como contrahusillo. Esto significa que no hay límites para la complejidad de los componentes. Incluso es posible realizar operaciones de mecanizado de acabado superficial.

TALENTO COMPLETO PARA COM-PONENTES DE PRECISIÓN ROTA-CIONALMENTE SIMÉTRICOS

Además del torneado y rectifi-cado, la máquina también es capaz de realizar operaciones de taladrado, corte y grabado, sin ningún trabajo de modificación. Esto hace que la GL.smart sea un talento completo para componentes de precisión rota-cionalmente simétricos. Un factor clave para garantizar esto es la alta velocidad con absoluta precisión que se puede procesar. Para este propó-sito, el husillo principal con cojinetes de aire se acelera de manera contro-lada por posición en 0.4 segundos hasta 3500 rpm usando un motor de torque. La concentricidad radial y axial en el rango nanométrico per-miten la producción con tolerancias de rectificado. Un sistema de pinza de agarre de la pieza controlado por fuerza con corrección de oscilación y alimentación automática de barra es la que sostiene los componentes que se van a trabajar.

Florian Lendner

director general de GFH GmbH.

“En el curso de la miniaturización de componentes rotacionalmente simétricos, las tecnologías de fabricación convencionales están llegando a sus límites”.

"Si se requiere, la máquina se pue-de equipar con un cargador de barras y un robot para fabricar 24/7 sin restricciones", explica Lendner.


METALMECÁNICAMANUFACTURA AVANZADA

Sumado a su diseño compacto, el sistema desarrollado presenta una innovadora carcasa de vidrio negro. Además de la protección total contra la radiación láser, esto tam-bién garantiza un blindaje seguro contra los rayos X. Al usar láseres de alta potencia en combinación con un sistema de división del haz de luz, es posible el procesa-miento simultáneo en dos estaciones, lo que significa una salida doble simultánea.

ÁREAS DE APLICACIÓN DESDE LA TECNOLOGÍA MÉDICA A LA INDUSTRIA RELOJERA

Las áreas de aplicación de la máquina GL.smart son diversas y van desde la tecnología médica para la produc-

Debido a la remoción de material sin contacto, la pieza de trabajo permanece libre de fuerza y deformación durante todo el tiempo de mecanizado. Incluso con componentes muy delgados y de filigrana, no hay pérdida de precisión. Fuente: GFH GmbH

Las áreas de aplicación del nuevo GL.smart son diversas y van desde la tecnología médica para la producción de microherramientas como pinzas, microcuchillas o implantes hasta la industria relojera para la producción de los denominados pivotes integrados en mecanismos de relojería.Fuente: GFH GmbH

ción de micro herramientas como pinzas, micro cuchillas o implantes hasta la industria relojera para la producción de los denominados pivotes integrados en el mecanismo del reloj. Las ventajas del procesamiento con láser son, por un lado, los atractivos tiempos de producción, que se pueden lograr gracias al proceso de desbaste y acabado con un láser de pulso ultracorto. En un primer paso, se eli-mina la mayor cantidad de material posible mediante un desbaste con un elevado aporte de energía. Para el meca-nizado fino, el proceso de acabado utiliza menos energía para lograr la calidad final. Por otro lado, casi cualquier material se puede utilizar para el mecanizado sin contacto y sin desgaste de incluso los componentes más pequeños.

El uso de láseres de alta potencia en combinación con la división del haz permite el procesamien-to simultáneo en dos estaciones, lo que significa una salida doble al mismo tiempo.

"El torneado láser permite un nivel de precisión inusual-mente alto, particularmente en la fabricación y procesa-miento de piezas de precisión, de modo que se pueden ahorrar otros procesos más complejos, como el pulido con-vencional o el pulido con rodillo", explica Lendner. “Gracias a la remoción de material sin contacto, la pieza de trabajo permanece libre de fuerzas y de deformación durante todo el tiempo de mecanizado. De esta forma, incluso con com-ponentes muy delgados y de filigrana, no hay pérdida de precisión”. De esta forma, las piezas con una gran longitud de sujeción también se pueden procesar fácilmente. MM


MANUFACTURA AVANZADAESPECIAL AUTOPARTES

alimentado por AI para escáneres 3D

DIGITALIZACIÓN DEALTA DEFINICIÓN

Con una capacidad de resolución y velocidad de es-caneo sin precedentes, esta solución hace aún más competitivo el proceso de digitalización de geometrías

l proveedor de servicios de metrología 3D y comercializador de hardware Exact Metrology, ha aumentando la capacidad de sus escáneres portátiles 3D con una nueva funcionalidad. El

modo HD. Esta tecnología de escaneo basada en inteli-gencia artificial (AI por sus siglas en inglés) proporciona escaneos ultra-nítidos, limpios y ricos en detalles para equipos como los Artec Leo y Artec Eva.

Impulsado por el motor neural de AI de Artec 3D, los usuarios pueden obtener escaneos 3D nítidos con una resolución de hasta 0.2 mm. Entrenada en cientos de miles de muestras cuidadosamente seleccionadas, la red neural detecta patrones familiares, detalles de superficie y formas. Esto permite que el escáner 3D reconstruya un mayor número de polígonos por cuadro, lo que resulta en datos 3D que son de calidad más densa y más alta. Ahora, la densidad HD deseada se puede seleccionar de una den-sidad 1X estándar hasta 36X para el modelo Eva (aprox. 3 millones polígonos por cuadro) y 64X para el modelo Leo (aprox. 5 millones polígonos por cuadro). El modo HD per-mite capturar elementos más pequeños y delgados con el escáner 3D mientras reduce considerablemente el ruido.

Con estos escáneres, los bordes finos se pueden capturar en alta definición, fieles a su forma original. Es factible capturar áreas de difícil acceso, ya que los escaneos se

reconstruyen con cada detalle, lo que pro-porciona a los usuarios geometrías

de superficie completa.

E

Los escáneres portátiles Eva y Leo pueden escanear fácilmente superficies oscuras o brillantes en alta resolución y capturar toda la gama de sus geometrías, sin pasos adicionales. El uso del motor Artec AI, produce poco o ningún ruido en los datos de escaneo sin procesar y da como resultado datos proce-sados más limpios. Este procedimiento, según sus fabricantes, ahorra también tiempo al producir el modelo 3D final.

Además, estos escáneres pueden capturar una amplia gama de objetos sin problemas y con gran detalle: desde piezas pequeñas e intrincadas, como tubos delgados o asas de vál-vulas, hasta objetos más grandes con múltiples secciones de alto detalle, incluyendo motores de automóviles. Esta es una ayuda muy interesante para los procesos de ingeniería inversa y control de calidad gracias a que los datos se obtienen limpios y comple-tos, ahorrando valioso tiempo de trabajo adicional. Exact Metrology asegura que los escaneos realizados se pueden equipar fácilmente con formas primitivas y exportarse a las soluciones CAD populares para el desarrollo adicional necesario. MM

Caja de cambios escaneada con Artec Eva. Es posible alcanzar detalles difíciles de medir. Cortesía: Exact Metrology / Artec

METALMECÁNICA

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INDICE ANUNCIANTES

ÍNDICE DE ANUNCIANTES

Showroom Anunciante Página

Axioma B2B Marketing 18

BIG Kaiser Precision Tooling Inc. 14

Emuge-Franken S.A. de C.V. 11

Everising Machine Company 28

Hainbuch Mexico S DE RL DE CV 21

Heller Machine Tools de MÈxico S de RL de CV 2

Jainnher Machine Co., LTD. 29

Jimmore International Corp. 9

Kitagawa NorthTech Inc. 25

MasterCam/CNC Software, Inc. 5

MC Machinery Systems de Mexico SA de CV 32

Mersen 6

Milltronics USA, Inc 19

Productos Mocap, S. de R.L. de C.V. 15

Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH 27

Suhner Productos Industriales Mexicanos SA de CV 23

ULINE 17

Vargus Ltd. 7

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