Temas de futuro en la construcción de máquinas-herramienta

Es precisamente en el tenso ámbito entre las exigencias de los clientes y el trabajo de desarrollo donde las ventajas ligadas al emplazamiento estratégico, como alto nivel de cualificación y motivación así como una excelente infraestructura industrial, pueden contribuir a crear esas soluciones innovadoras mediante conocimientos integradores.

La entrada de pedidos en el sector alemán de la construcción de máquinas manifiesta una recuperación del mercado a principios de 2011 tras una clara depresión durante la crisis económica de 2008 y 2009. De la ilustración 1 (izquierda) se deduce que, según las indicaciones de la VDMA, los pedidos procedentes del extranjero casi han vuelto a alcanzar el nivel de los años 2006 y 2007, mientras que los pedidos interiores aún no han podido igualarlo. Sin embargo, la tendencia es ascendente, por lo que el sector alemán de la construcción de máquinas puede mirar confiado al futuro.

La ilustración 1 (derecha) muestra la entrada de pedidos y el volumen de ventas de la industria alemana de máquinas-herramienta. A la vista de ambos datos sobre los pedidos de construcción de máquinas y de construcción de máquinas-herramienta se pueden detectar claras analogías. En este caso, la tendencia desde 2008 y 2009 también es claramente ascendente. Además, hay que reconocer que, gracias a las completas carteras de pedidos de antes de la crisis y a los periodos relativamente largos de desarrollo y fabricación de los productos, durante la crisis no llegó a caer completamente el volumen de ventas en el sector de la construcción de máquinas-herramienta y, además, reaccionó con bastante retraso a la entrada de pedidos (aproximadamente 1 año). Por tanto, se puede pronosticar que el gran incremento en la entrada de pedidos que se registra partir de 2010 podrá elevar también este año el volumen de ventas de la industria alemana de máquinas-herramienta.

Es precisamente en una fase de crecimiento del mercado como esta cuando es importante que las empresas se destaquen frente a su competencia. Considerando la cuota de exportación de la industria alemana de máquinas-herramienta (64,3% en el año 2009 según VDMA y VDW), de lo que se trata especialmente es de imponerse a la competencia internacional. A diferencia de la competencia de otros países (especialmente del Extremo Oriente), las empresas alemanas han apostado hasta ahora por seguir aprovechando la ventaja tecnológica que les reporta su ubicación en países con sueldos altos. Sin embargo, en el segmento de máquinas-herramienta de precio medio es evidente que los fabricantes del Extremo Oriente también compiten en este segmento de mercado tan exigente tecnológicamente.

En los próximos años se deberían mantener las ventajas diferenciales existentes y desarrollar otras nuevas. Además, en la construcción de máquinas-herramienta intervienen condiciones cambiantes. Así por ejemplo, en los últimos años también ha ido ganando influencia en este sector el tema de la eficiencia energética y se tiene que tener en cuenta durante todo el ciclo vital de la máquina –pero de un modo más acentuado en la fase de desarrollo– como también indica claramente la campaña Blue Competence de la VDW.

Mientras que las exigencias a los productos son independientes de la ubicación, la organización óptima del desarrollo y fabricación del producto y, por tanto, las condiciones marco de fabricación del producto dependen del emplazamiento de la empresa y del correspondiente entorno mercantil. Cada empresa tiene su propio punto de funcionamiento en el que trabaja de manera óptima. Para los países con salarios elevados, por ejemplo, los altos costes salariales y la falta de técnicos se contrarrestan con el alto nivel de cualificación y motivación y la excelente infraestructura industrial como signos característicos relacionados con el emplazamiento. Por consiguiente, el potencial esencial de los países con salarios altos reside en la promoción de conocimientos integradores aprovechando el amplio nivel de cualificación de los trabajadores como actor fundamental del éxito para aprovechar las oportunidades globales.

En lo que se refiere al proceso de desarrollo de una máquina-herramienta, se enfrentan el perfil de exigencia del cliente y el trabajo de desarrollo del fabricante de las máquinas. Cuando el cliente se dirige al fabricante de máquinas con exigencias técnicas y económicas, este se debe adaptar a las mismas en el desarrollo con la mayor eficiencia posible (ilustración 2). Una empresa de un país con salarios altos puede aprovechar en este terreno sus ventajas mediante el conocimiento integrador y el alto nivel de cualificación. Es precisamente en la actual fase de crecimiento cuando hay que cumplir la exigencia de los clientes sobre máxima productividad combinada con una alta rentabilidad. Sin embargo, las condiciones marco externas, como por ejemplo la exigencia política y económica para considerar y optimizar la eficiencia energética de las instalaciones de protección, también llevan acarreadas nuevas exigencias en la metodología de desarrollo del fabricante.

Los desarrollos en el sector de la construcción de máquinas-herramienta se caracterizan por soluciones siempre nuevas de alta tecnología y por la máxima satisfacción de las necesidades. Así, el sector alemán de las máquinas-herramienta aún se mantiene actualmente en una posición destacada en el concierto internacional. Para proteger la ventaja en la competencia internacional se pueden considerar desarrollos innovadores especialmente en los sectores de virtualización de la creación de productos, conceptos mecánicos adaptados a las exigencias, automatización, componentes de altas prestaciones y Condition Monitoring. Todas las medidas de optimización tienden a una minimización de los costes de inversión o a la minimización de las diferentes porciones de tiempos de fabricación de los componentes. Además, se producen reajustes en la nueva condición marco de eficiencia energética que, en la actualidad, también influye en la creación del producto.

Actualmente, en la construcción de máquinas-herramienta cada vez se utilizan más herramientas de simulación en todas las fases del desarrollo para poder optimizar el rendimiento de las instalaciones incluso con futuros ciclos de vida del producto más cortos. Las técnicas de simulación de las que ya se dispone en la actualidad permiten la reproducción de diferentes aspectos con una precisión variable. Los modelos de simulación deben estar adaptados a los objetivos de los fabricantes y de los usuarios de máquinas, tanto para producción por arranque de virutas como por conformado.

Para minimizar los gastos de desarrollo de una amplia gama de productos adaptada a las necesidades, hoy en día se utiliza cada vez con más frecuencia la modularización también en el segmento medio de precios de las máquinas-herramienta. La idea fundamental consiste aquí en la división de un sistema en componentes interdisciplinarios que se puedan volver a utilizar en diferentes instalaciones y máquinas. La automatización de las piezas de trabajo como medida de aumentar la productividad recae hoy cada vez más en el ámbito de funciones del fabricante de máquinas-herramienta.

A semejanza de la integración de varios procesos de producción en una estructura mecánica híbrida, estas tareas adicionales provoca un aumento de la complejidad mecánica, de control y de seguridad a la que debe responder el fabricante de máquinas con métodos integradores en el desarrollo de los productos. Los componentes mecánicos se deben elevar también a los mejores niveles de rendimiento mediante el continuo aumento de la productividad de los procesos de producción y con herramientas eficientes. Mientras que en el área de los ejes lineales siempre se exigen mayores aceleraciones, en los husillos principales se aumentan continuamente los momentos de giro (HPC) o el número de revoluciones (HSC) necesario.

Estas nuevas exigencias pueden afectar negativamente a las conductas de precisión y a la duración de los componentes. Es precisamente en el terreno de la vida útil donde se deben desarrollar y verificar modelos robustos que incluyan las nuevas condiciones marco. De aquí en adelante habrá que plantear enfoques para la inspección del estado de los componentes durante el funcionamiento e integrarlos en la máquina.