El futuro de la máquina-herramienta pasa, necesariamente, por la investigación e integración de nuevas tecnologías

El Parque Tecnológico de San Sebastián acogió, del 10 al 12 de junio pasados, la vigésima edición del Congreso de Máquinas-herramienta y Tecnologías de Fabricación donde se reunieron de nuevo empresas, centros de investigación y centros de formación relacionados con el mundo del mecanizado y las tecnologías avanzadas de fabricación. Un foro de debate centrado este año en el concepto de Industria 4.0 pero que abordó también la fabricación aditiva y la fabricación ‘cero defectos’ entre otros temas.

Ante todo, mi más sincera enhorabuena a AFM por las veinte ediciones de un congreso en el que vemos cada año la evolución de las técnicas y la investigación en diferentes áreas implicadas en la fabricación Pero también por dinamizar Addimat, la Asociación de Fabricación Aditiva.

La recuperación, avance e internacionalización del sector industrial serán fundamentales para su mantenimiento y la investigación es la base de nuestro futuro. Esta es una de las primeras conclusiones del congreso en cuya inauguración, presidida por el Lehendakari Iñigo Urkullu, se pusieron sobre la mesa conceptos como Industria 4.0, servicios avanzados a empresas, colaboración público-privada, apoyo a los centro de investigación, etc., y se comentaron los datos positivos del plan renove de maquinaria, con 786 ventas y una inversión consolidada de 187 M€.

En la sesión inaugural, el ponente invitado Terry Wohlers —gurú estadounidense y referente mundial en FA con la publicación anual de los conocidos ‘Wohlers Report: Trends. Analysis. Forecast. 3D Printing and Additive Manufacturing State of the Industry’— expuso la evolución en los últimos años de la fabricación aditiva metálica. El crecimiento en metal es rápido y en 3D exponencial. La aeronáutica es la que está utilizando la fabricación aditiva metálica de forma mayor. GE Aviación; Airbus & LZN; NASA con aleaciones de cobre, inconel; Tesla; Honneywell; Lockeed Martin.

En medicina la ortopedia es otra rama en la que su utilización aumenta: rótulas, prótesis mandibular así como la dental que ha pasado en 15.000 copias dentales en 2012 a 19.000 en 2013.

Hay algunos proyectos de máquinas hibridas de aditivo metal con arranque que están en fase de investigación pero que muestran un camino posible. El futuro será aditivo: Se calcula que en cinco años el sector se multiplicará por 4 hasta los 21,2 mil millones de dólares. BMW ya tiene integrada la fabricación aditiva en sus productos —motos, coches y bicicletas—.

Quiero hacer mención a la exposición que realizó Iñigo Bereterbide de Renishaw sobre la importancia del diseño en el proceso de fabricación aditiva. Debemos comprender que hay geometrías posibles y otras no posibles. Otro objetivo es reducir los soportes, así como reducir el stress y facilitar los procesos post fabricación. Con varios ejemplos vemos que el diseño puede y debe ayudar en estos objetivos. Los ángulos tienen una limitación desde 30º en TiAl4V hasta 45º en Inconel, Cr Co e Inox 316.

Ilustrativas de los esfuerzos en investigación fueron las ponencias de la UPV: ‘Fabricación y reparación de turbinas mediante aporte de láser en 5 ejes’; Lortek: ‘Estudio de los factores críticos que afectan a la calidad de piezas fabricadas por SLM’; y Prodintec: ‘Implementación de tecnologías de fabricación aditiva mediante láser selectivo en el sector aeronáutico: retos y aplicaciones’.

La robótica es otra área de desarrollos en la que conocimos las ofertas de ABB Robotics, Kuka, Robomill V2 Staübli, Universal robots y AER-ATP —Asociación española de robótica y automatización tecnologías de producción— nos presentó sus servicios como dinamizadora del uso de las tecnologías robóticas. Los datos de evolución del parque de robots, hasta las 3.2048 unidades, muestra la importancia de su implantación. Las aplicaciones más comunes son manipulación y carga y descarga de máquinas (50,6%) y soldadura (20,2%). En densidad de robots por 10.000 empleados estamos en 964 contra 1.140 de Alemania o 1.520 de Japón.

La evolución de las máquinas CNC está permitiendo que procesos como el mecanizado de engranes se están ejecutando en máquinas de 4-5 ejes. El trabajo del departamento de ingeniería mecánica de la UPV, junto a Ibarmia y Tecnalia es un ejemplo.

El estudio de la disipación energética en las uniones de máquinas-herramientas de grandes dimensiones fue la ponencia de Tecnalia junto a Nicolas Correa. La tecnología de refrigeración criogénica para operaciones de alto valor añadido-UPV-EHU; el desarrollo de un conjunto servomecánico para prensas mecánicas de Fagor Arrasate; Análisis de las instalaciones de RTM necesarias para la fabricar piezas de automoción de composite de fibra de carbono de Mondragon Universidad, Koniker, Fagor Arrasate.

Sidepalsa presentó un estudio de las metodologías para la optimización del diseño de mesas hidrostáticas de muy elevada rigidez y amortiguamiento con las que se pueden calcular de forma automática los parámetros principales de diseño, tales como el número de celdas hidrostáticas, espesor de la película de fluido, rigidez y amortiguamiento en cada cavidad.

Errores geométricos, verificación volumétrica con Laser Tracker, simulación virtual interactiva de procesos de corte y punzonado, optimización del proceso laser cladding, control 100% de piezas del sector eólico con escaneo, son líneas de trabajo en el camino de ‘cero defectos’.

El Ceit, junto a Korta, presentaron un estudio del control de calidad de husillos rectificados mediante la técnica no destructiva de emisión magnética de Barkhausen, gracias al cual Korta ha obtenido un sistema de control de calidad no destructivo y automatizado que le permiten detectar las quemas de rectificado y controlar la capa endurecida en la rosca del 100% de los husillos.

La fábrica digital 4.0 representa un conjunto de personas, datos y máquinas conectados entre sí de forma colaborativa para obtener resultados fiables y útiles en tiempo real (Abgam). La evolución del volumen de información exige su elaboración de forma interactiva para obtener resultados rápidos y precisos. La capacidad de captar información desde la mesa de diseño hasta el envío al cliente de un producto hace que las tecnologías de integración de esa información serán las de más rápido crecimiento en los próximos años’.

Festo, así como Fagor, nos mostraron sus ejemplos de simplificación en la elaboración de la información y en la toma de decisiones. La reindustrialización ya no será sin todos los elementos que hemos comentado y uno más: las personas, que van a ser el eje sobre el que pivotarán todos los cambios.

La entrega de premios, colofón del XX Congreso de Máquinas-herramienta

El acto de clausura del 20 Congreso de Máquinas-herramienta y Tecnologías de Fabricación fue el marco de celebración de la entrega los premios del Congreso y sirvió, además, para reconocer la labor de Justino Fernández, profesor de Tecnun-Universidad de Navarra y colaborador habitual del congreso. Arantxa Tapia, Consejera de Desarrollo Económico y Competitividad del Gobierno Vasco, presidió la ceremonia de clausura. La acompañaron Antxon López Usoz, presidente de AFM, Jon Peli Uriguen, diputado de Innovación de la Diputación Foral de Gipuzkoa, y Andrés Zabara, director de Promoción y Cooperación del CDTI (Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial).

En la entrega de premios, el jurado acordó conceder el premio 2015 a la mejor ponencia presentada por la Comunidad Científico-Técnica al trabajo titulado ‘Fabricación y reparación de turbinas mediante aporte por láser en 5 ejes’ de Amaia Calleja, Ivan Tabernero, Aitzol Lamikiz y Norberto Lopez de Lacalle, del departamento de ingeniería mecánica de la Universidad del País Vasco.

En cuanto al premio a la ponencia más innovadora recayó en la empresa Korta, por la ponencia titulada ‘Control de calidad de husillos rectificados mediante la técnica no destructiva de emisión magnética de Barkhausen’, realizada en colaboración con Ceit-IK4 y Tecnun y cuyos autores son Kizkitza Gurruchaga, Ane Martínez de Guereñu, Aitor Lasaosa, Fernando Arizti, Ángel Guenetxea y Xabier Korta.

El tercer premio, el de la Diputación de Gipuzkoa, ‘mejor proyecto fin de carrera de una Escuela Técnica’, fue para Leire Godino, estudiante del Aula de la máquina-herramienta promovida por la propia AFM, en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao de la UPV/EHU, por su proyecto ‘Caracterización de muelas de CBN para el rectificado de superaleaciones’.

Además desde la organización del congreso se hizo un reconocimiento especial a Justino Fernández Díaz, profesor de sistemas mecánicos de Tecnun-Universidad de Navarra. Justino Fernández ha colaborado personalmente en la organización de este Congreso desde su 4ª edición participando en los distintos comités, en el jurado para la concesión de los premios, y también como presidente de sesión y como ponente. Desde AFM se quiso agradecer su dedicación, por lo que fue condecorado con la insignia de plata de la asociación en reconocimiento a su extensa y productiva carrera profesional en los campos de la docencia e investigación relacionados con la Ingeniería Automática y Electrónica Industrial.

A continuación se recogen algunas de las ponencias que conformaron el XX Congreso de Máquinas-herramienta

• 31/08/2016 - Optimización del proceso de láser cladding
• 02/08/2016 - Análisis de las instalaciones de RTM necesarias para fabricar piezas de automoción de composite de fibra de carbono
• 18/04/2016 - Optimización del diseño de mesas rotatorias hidrostáticas de muy elevada rigidez y amortiguamiento
• 15/04/2016 - Control de calidad de husillos rectificados mediante la técnica no destructiva de emisión magnética de Barkhausen
• 08/04/2016 - Gestión integral del proceso de verificación volumétrica en máquina-herramienta mediante láser tracker
• 30/03/2016 - Mecanizado de engranajes únicos en fresadoras multieje
• 30/03/2016 - Optimización del proceso de soldadura por láser de materiales disimilares
• 23/03/2016 - Robot flexible para la automatización de taladrado y remachado de grandes componentes aeronáuticos
• 23/03/2016 - Un proceso robusto para el mecanizado en 5 ejes de rotores de álabes integrados de motor aeronáutico
• 16/02/2016 - Predicción de distorsiones en piezas esbeltas mecanizadas para el sector aeronáutico
• 27/01/2016 - Utillaje flexible e inteligente de piezas de gran tamaño para el mecanizado con cero defectos
• 18/01/2016 - Aplicaciones de robótica bi-brazo en automatizacion aeronáutica
• 14/01/2016 - Prototipo de control inteligente para un FMS basado en bloques funcionales, STEP-NC y controladores CNC abiertos
• 08/01/2016 - Refrigeración criogénica para operaciones de mecanizado de alto valor añadido
• 07/01/2016 - Fabricación aditiva mediante láser selectivo en el sector aeronáutico
• 28/12/2015 - Desarrollo integral de un sistema versátil para el temple por láser
• 03/12/2015 - Desarrollo de un prototipo para el marcado láser de grandes superficies
• 06/10/2015 - Fabricación y reparación de turbinas mediante aporte láser en 5 ejes
• 22/09/2015 - Validación del prototipo de robot de cables CoGiRo para tareas de manipulación y ensamblaje de piezas complejas de alto valor económico
• 21/09/2015 - Control del 100% de la producción de piezas en el sector eólico con sistema de escaneo
• 18/09/2015 - Mecanizado de componentes aeronáuticos con alto requerimiento de integridad superficial
• 27/07/2015 - Conceptos de utillaje para la mejora del mecanizado de componentes aeronáuticos de baja rigidez
• 03/07/2015 - Soluciones inteligentes de rodamientos para una gestión optimizada del mantenimiento en el marco de la Industria 4.0
• 29/06/2015 - Mejoras en la fabricación en base al conocimiento colectivo
• 22/06/2015 - Tuning 4.0 y Servicios 4.0 para máquina-herramienta
• 16/06/2015 - Estudio de los factores críticos que afectan a la calidad de las piezas fabricadas por SLM