IMTS: la feria de las soluciones híbridas

Se dice que las ferias industriales anuncian el futuro inmediato del mercado. Si esto es cierto, y basados en lo que se vivió en IMTS, seguramente lo que veremos a mediano plazo es un interés marcado por la reconversión tecnológica, la automatización y la incorporación de sistemas que colaboran entre ellos. Tal como lo expresa la autora, la feria de máquinas herramienta más importante del continente americano cerró con números positivos, lo cual puede ser un augurio sobre lo que será el consumo de maquinaria en el futuro inmediato.

Entre los 2,407 proveedores que exhibieron sus productos este año en el International Manufacturing Technology Show (IMTS) resulta arriesgado concluir cuáles fueron los que marcaron la parada en materia tecnológica y de innovación. Durante los seis días de feria 115,612 visitantes recorrieron los cuatro edificios de imponente –y abrumador– McCormick Place de Chicago haciendo su propio listado de preferencias entre las máquinas, herramientas y servicios que necesitan a corto plazo, las que desearían tener en su piso de producción y las que transformarían por completo la forma en la que planean sus procesos.

Lo mejor para sacar este tipo de conclusiones es recurrir a los expertos. Tim Shinbara, vicepresidente de la Asociación de Tecnologías para la Manufactura (AMT por su sigla en inglés), afirmó que la manufactura aditiva, la automatización y la robótica, y la digitalización fueron las tecnologías dominantes en la feria.

En materia de manufactura aditiva, en esta versión de IMTS vimos algo más que máquinas que imprimen en 3D. Quedó demostrado en el piso de exposición que el mecanizado en cinco ejes y la impresión 3D no son métodos de fabricación en competencia y ahora han encontrado un punto de convergencia en máquinas híbridas que se complementan con un solo fin: entregar al usuario piezas “casi” terminadas o cercanas al ideal de “done in one”.

“Hace cuatro años, solo una empresa exhibió una máquina híbrida. En IMTS 2016, tuvimos varias empresas demostrando sus capacidades aditivas y sustractivas para cumplir con la demanda de componentes metálicos estructurales”, afirmó Shinbara. Con los fabricantes tradicionales de sistemas CNC involucrándose más activamente en la tecnología aditiva, Shinbara cree que estos van a aplicar sus conocimientos sobre los requisitos industriales cuando construyen máquinas híbridas.

Al respecto, Metalmecánica Internacional visitó en IMTS a algunos fabricantes de centros de mecanizado de cinco ejes para que, desde sus propios desarrollos, y desde la experiencia que tienen con el contacto diario con los clientes, respondieran a la pregunta de si los procesos híbridos de adición y sustracción de metal ya conviven en la misma cadena de producción.

Jeffrey Estes, director del programa Partners in THINC de Okuma, manifestó que son procesos muy complementarios entre sí que ya conviven y lo van a seguir haciendo. “La tecnología de manufactura aditiva está en un estado evolutivo, en un estado de infancia, pero la habilidad de crecer solo desde el principio o de sumar características a una pieza existente es lo que en realidad está uniendo a nuestras tecnologías. Ya que estas partes estarán mucho más terminadas, lo que tendremos que preguntarnos es: ¿podemos fabricarlas con rapidez?, ¿podemos mover los husillos más rápido?, especialmente con materiales difíciles, como el acero inoxidable o el titanio, siendo el titanio el más volumétrico, ¿podemos juntar todo en un solo proceso? Y la respuesta es sí, coexistimos hoy y lo haremos más y más en el futuro”. Ver entrevista

En el estand de Mazak, uno de los más concurridos durante la feria, Chuck Birkle, vicepresidente de ventas y mercadeo de la compañía, presentó los nuevos modelos en maquinado de cinco ejes que se están fabricando en sus instalaciones de Kentucky, Estados Unidos, y afirmó que en Mazak son “grandes creyentes” en la producción híbrida multitarea.

Esto lo dijo mientras presentó la máquina VC-500AM, un centro de mecanizado que combina los cinco ejes con la tecnología aditiva, ideal para los fabricantes que requieren optimo acabado y alta precisión. El equipo –que demostró sus capacidades de producir piezas casi terminadas en IMTS– puede maquinar piezas de hasta 19,7"de diámetro, 12" de altura y hasta 440 lbs. El cabezal de revestimiento aditivo puede trabajar en la misma zona de mecanizado, dependiendo de la aplicación y la ubicación de las características de la pieza, y se ubica justo al lado del husillo de mecanizado sustractivo.

“Lo que buscamos es que en vez de tener solo impresión de 3D, estamos proporcionando componentes metálicos, diseñándolos y dándoles el recubrimiento metálico en la máquina, pero en el mismo ajuste proporcionamos capacidades aditivas. Encontramos que varios clientes quieren mezclar materiales similares o diferentes en una pieza de trabajo. Muchas veces esa pieza de trabajo tradicionalmente ha sido diseñada con metales muy costosos; sin embargo, con el proceso de aditivo y sustractivo podemos mirar los costos de materiales, podemos posiblemente reducir los costos y aumentar las características en una pieza de trabajo que necesita ser más dura, o una aleación de temperaturas más altas, o una aleación resistente a la corrosión”, agregó. Ver entrevista

Birkle sostiene que en Mazak creen en la manufacturan híbrida, desde el punto de vista de las habilidades de diseño del fabricante. “Podemos detenernos y pensar en cualquier pieza que queramos diseñar, pero si tenemos tecnología aditiva y sustractiva en la misma plataforma, podemos producirla en un solo ajuste Done-in-one”, resumió.

Andrew Kung, director de la firma APEC, sostuvo que su empresa también tiene desarrollos en este sentido, que combinan el mecanizado y la adición de metales, y que esta es una tendencia que se ha puesto de moda en industrias como la aeroespacial, en la que piezas con 2 o 4 años de vida que necesitan reparación, y que antes eran simplemente reemplazadas por otras, ahora pueden ser reparadas en equipos que añaden y sustraen metal al mismo tiempo.

A su turno, Mike Cope, especialista en cinco ejes de Hurco, añadió que muchas personas que usan máquinas de cinco ejes están en la industria de la investigación y el desarrollo, o la creación de prototipos, “lo mismo que la gente que trabaja con impresión en 3D, así que se complementarían muy bien por las mismas razones”. Ver entrevista

Sodick también presentó en IMTS una máquina que combina el fresado con la impresión 3D. Hajime Ando, del departamento de ventas de la compañía, comentó que el equipo OPM250 mezcla sinterizado de metal con láser y fresado de alta velocidad en el mismo espacio de trabajo, lo que permite que los usuarios desarrollen moldes impresos en 3D en una sola máquina.

“Creo que es una tecnología con grandes posibilidades, especialmente en los canales de enfriamiento para moldes. Ahora mismo estamos trabajando con titanio, con el que podemos mejorar en la industria aeroespacial e inclusive fabricar partes para la médica”, indica.

Por su parte, Carlos Castro, gerente de ventas de Grob para México, manifestó que el maquinado y la manufactura aditiva se pueden complementar pero no pueden estar juntas en una misma máquina. Ver entrevista

Mecanizado cinco ejes en América Latina

Metalmecánica también aprovechó la oportunidad de hablar con estos expertos para preguntarles por la penetración del mecanizado de cinco ejes en los países latinoamericanos y sí pensar en contar con una máquina de este tipo no es ir tal vez más allá de sus necesidades reales de fabricación, de su capacidad de compra o de sus mismos conocimientos en programación.

Mike Cope, de Hurco, sostiene que no hay por qué temerle al mecanizado de cinco ejes porque lo único que está haciendo es sumar ejes de rotación e inclinación a lo que ya se está haciendo. “Para un verdadero trabajo de cinco ejes, la mayoría de la curva de aprendizaje está en el sistema CAM, que muchos están usando en la actualidad. La industria está usando máquinas de tres más dos ejes así que estás haciendo trabajo de tres ejes en múltiples lados de una misma pieza. Es muy fácil hacer la transición hacia tres más dos ejes a lo que harían los cinco ejes simultáneamente. Solo con algo de conocimiento no resulta tan difícil. No diría que hay algo que se deba temer”.

Añade que muchos talleres de tres ejes están optando por cinco ejes porque en vez de producir una pieza en seis montajes, pueden hacerlo en uno. “Puede tardar un poco más en el tiempo de programación, pero es tiempo de programación que de todas formas tiene que pasar, así que ya estamos allí y es una razón por la que la gente está comenzando a comprar esto", afirmó Cope.

Desde Mazak, Birkle indica que tradicionalmente las máquinas de cinco ejes han parecido muy grandes y costosas. Además de eso, hay un mito popular sobre las máquinas de cinco ejes y es que solo las piezas complicadas son producidas en ellas. 

“Lo que hemos descubierto es que muchas veces las máquinas de cinco ejes no son usadas para un contorno simultáneo con cinco ejes, como en piezas aeroespaciales, sino para piezas sencillas de cinco partes, mezclando tres más dos ejes”, afirma.

Resalta que entre los beneficios de optar por los cinco ejes simultáneos está la reducción de herramientas complejas y de sujeciones complicadas, y el ser capaz de moverse por toda la pieza con la menor cantidad de ajustes.

“Mazak se ha aliado con varias compañías CAM que ayudan a simplificar la programación en cinco ejes. Así que es definitivamente un mito que la programación en cinco ejes no es alcanzable para un taller pequeño o que sea algo muy difícil de lograr cuando se considera que en realidad no hay muchos programadores de cinco ejes realmente buenos. Pero los sistemas CAM que están disponibles hoy en día, a precios muy competitivos, ayudan a reducir esa brecha y la ansiedad por la alta tecnología”, explica Birkle.

  Los expertos entrevistados por Metalmecánica Internacional coinciden en que son diversos los factores que deben evaluar los talleres Latinoamericanos a la hora de decidirse por una máquina de estas: el espacio que ocupará en la planta, las necesidades particulares de fabricación de la misma, y el costo versus el beneficio.

"Para el 95% de los mecanizados es suficientes con cuatro ejes más uno. Únicamente el 5% del mercado en Latinoamérica necesita cinco ejes simultáneos. Realmente para cualquier pieza que se tenga que hacer en más de una operación, cinco ejes es una muy buena solución", dijo Efraín Figueroa, representante de Doosan para Latinoamérica.

Finalmente para Jeffrey Estes, director del programa Partners in THINC de Okuma, lo primero que debe preguntarse una compañía es ¿realmente necesito una máquina de cinco ejes?

“Los cinco ejes no son económicos. Cualquier tipo de máquina de cinco ejes en la que se muevan simultáneamente es muy costosa, así que siempre hacemos la pregunta: ¿necesita usted cinco ejes? ¿necesita tres más dos? ¿necesita cuatro más uno? Si usted verdaderamente necesita cinco ejes, le vamos a mostrar una máquina como la ME4000 o vamos a hablar tal vez de adicionar un cuarto o quinto eje a un centro de mecanizado tradicional de tres ejes, entendiendo que se deben tener en cuenta las dos cosas, el costo de un cuarto o quinto eje es superior al de un tres más dos… Pero les diré una cosa: la tendencia es que los clientes quieren tener la capacidad de hacer las cosas, por si la necesitan ahora o en el futuro, para hacer trabajos con cinco ejes a la vez”, puntualiza.