I+D en procesos de fabricación, ¿hacia dónde se dirigen esfuerzos?

Indudablemente lo que se investiga hoy día será lo que se industrialice en el futuro, por lo menos, en alguna de sus líneas. El problema es saber y tener un conocimiento general sobre lo que se investiga a nivel internacional, pues estamos hablando de un campo muy amplio, multisectorial, y sometido a un enorme secretismo por estar orientada toda la investigación y desarrollo a conseguir una posición competitiva en los mercados. Para ello se debe realizar una prospección tecnológica que nos permita tener una idea exacta de qué se está investigando en los niveles básicos de la producción a través de la consulta de distintas fuentes. Por citar algunas de ellas, podemos destacar Journals especializados por sectores y tecnologías, revistas de difusión, centros tecnológicos dedicados a la fabricación, patentes y ferias.

El concepto de I+D+i (Investigación+Desarrollo+Innovación), aplicado a la fabricación se organiza en los siguientes aspectos:

• La I de Investigación orientada: sería una investigación básica de riesgo sobre nuevos procesos o aspectos básicos transversales a todos ellos. Para la selección de temáticas se valorará el entorno socio-industrial que puede recoger los avances de la investigación, seleccionado aquellas líneas que puedan ser viables.
• La D de Desarrollo de productos y procesos, que den lugar a demostradores y prototipos precompetitivos, o plantas experimentales.
• La i de Innovación, aspecto importante que significa incorporar a los sistemas actuales los avances logrados, teniendo una política de mejora continua.

  Quizás en nuestro país existan esfuerzos en las tres líneas, pero en nuestra opinión la descoordinación de los tres eslabones de la cadena ha llevado en el pasado a la perdida de oportunidades y negocio, y la sensación de que se ha perdido capacidad de liderazgo en sectores tan nuestros como la producción mecánica, y en otros muchos sectores (ajenos a los lectores) quizás en mucha mayor medida.

  En otros países la cadena parece funcionar mejor, siendo la innovación y mejora un valor en todos los niveles de la formación.

  Repasaremos algunas de las principales líneas de trabajo a nivel mundial.

  Hacia una lubricación eficiente

  Mínima Cantidad de Lubricante (MQL)

  En los últimos años se ha invertido un gran esfuerzo en investigar la forma de evitar el empleo de fluidos de corte en operaciones de mecanizado. Las razones de esta inquietud son el alto porcentaje del coste de fabricación que supone el empleo de estos líquidos, en algunos casos hasta el 17%, no por el coste directo del producto, sino debido a su toxicidad, lo que obliga a realizar una correcta recogida y tratamiento de reciclado de estos lubricantes.

  Mecanizados criogénicos

  El mecanizado criogénico sustituye los refrigerantes convencionales por nitrógeno líquido que debe ser perfectamente orientado a la punta de la herramienta. Como sus resultados dependerán del punto de inyección, el nitrógeno líquido debe llegar tanto a la cara de desprendimiento como a la cara de incidencia de la herramienta.

  Nuevos materiales, ¿es el postprocesado la llave de su aplicación?

  De nada sirve la creación de nuevos materiales, si el procesado de los mismos es imposible o demasiado costoso. En esta línea, muchas de las investigaciones actuales están directamente enfocadas al tratamiento de estos nuevos materiales.

  Metrología in-process

  Una de las líneas de investigación a futuro está relacionada con el concepto de Metrología In-Process y Control Pro-activo de la calidad. La idea se basa en el desarrollo de innovadores sistemas de control de calidad que sustituyan o complementen en clásico concepto de control al final de línea, siendo esto un avance respecto a sistemas ya establecidos como Six Sigma o SPC. Poco a poco esta nueva visión del control en el mecanizado empieza a hacerse un hueco en la industria, bien sea en forma de importantes proyectos de investigación o de pequeñas aplicaciones muy concretas. Se trata de una idea que en un futuro será imprescindible en cualquier sistema de calidad. Algunos sectores o procesos como por ejemplo el montaje con robots serie o incluso procesos como el rectificado ya utilizan esta idea, siendo el desarrollo tecnológico en este área de momento escaso.

  Multitaskingy CAM inteligente

  En la literatura técnica se denomina Multitasking Machining, a aquel que se ejecuta sincronizando varios ejes, implicando la posibilidad de mecanizar piezas de geometría compleja, combinando procesos de diferente naturaleza como torneado y fresado simultáneamente en una sola máquina. Cuando se utiliza este término se está haciendo referencia a varios aspectos, esto es, la máquina, el proceso y el CAM, lo que implica una solución global de mecanizado con tres factores a resolver.

  El modelo virtual de lo real

  Una línea de investigación que está teniendo un fuerte impulso en los últimos años es la de la predicción del acabado superficial que dejan los procesos de remoción de viruta, particularmente el fresado periférico. Sin embargo, esto es fácilmente extrapolable al torneado o torno-fresado. Se trata de la simulación virtual en ambiente gráfico de resta de sólidos que toma en cuenta varios de los aspectos hasta ahora modelados matemáticamente. Entre ellos se pueden citar los modelos mecanísticos de predicción de fuerzas de corte o inclusive aquellos casos en los que el corte no es estable, es decir cuando aparecen las vibraciones conocidas en lenguaje anglosajón como chatter.