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Un gemelo digital es una representación virtual integral, multifísica y dinámica de un producto, proceso o sistema físico. Mediante el uso de modelos avanzados, datos en tiempo real de sensores IoT y análisis predictivos, un gemelo digital simula con alta precisión el estado, comportamiento y rendimiento de su contraparte física a lo largo de todo su ciclo de vida.
Esta réplica digital bidireccional permite monitorear, optimizar y probar virtualmente mejoras antes de aplicarlas al activo real, maximizando así la eficiencia operativa, minimizando costos y tiempos de inactividad. Los gemelos digitales son tecnología clave para el Internet de las Cosas, la Industria 4.0, y el mantenimiento predictivo inteligente.
La manufactura y mecanizado de partes para la industria automotriz engloba una serie de tecnologías avanzadas de mecanizado, esenciales para la producción eficaz de componentes automotrices.
Los fabricantes originales de equipos (OEM) y proveedores de primer nivel, junto con empresas de productos del mercado de accesorios, equipos de carreras y constructores de motores, se benefician de estas tecnologías para cumplir con los altos estándares de la industria.
Las técnicas utilizadas incluyen el bruñido, rectificado, fabricación de engranajes, mecanizado de cinco ejes, automatización robótica y de líneas de transferencia, ingeniería inversa y prototipado. Este último puede implicar tanto técnicas tradicionales de mecanizado sustractivo como manufactura aditiva o impresión 3D.
La manufactura de moldes y troqueles es un proceso especializado de mecanizado que se centra en la creación de formas tridimensionales complejas. Estos componentes son fundamentales en la producción en masa, ya que determinan la forma y la precisión del producto final. Entre los ejemplos más comunes se encuentran los troqueles de estampado, los troqueles de formado, los troqueles de forjado, así como los moldes de inyección y soplado.
El mecanizado de alta velocidad es crucial en este tipo de manufactura debido a la necesidad de realizar pasadas de fresado ligeras pero productivas que permitan obtener tanto la geometría requerida como un acabado superficial adecuado. Además, el fresado en duro es vital porque muchos de los componentes se mecanizan en su estado endurecido. La electroerosión por hilo (EDM) también juega un papel importante, ya que se utiliza para dar forma final a la herramienta de troquel o molde, especialmente cuando se requieren detalles precisos y complejos.
La Manufactura Esbelta es un modelo de gestión enfocado a la creación de flujo en la producción para poder entregar el máximo valor para los clientes, utilizando para ello los mínimos recursos necesarios y evitando desperdicios. La estrategia para aplicar la Manufactura Esbelta o Lean Manufacturing es conocida como “Las 5S”, un programa desarrollado por Toyota para conseguir mejoras duraderas en el nivel de organización, orden y limpieza, además de aumentar la motivación del personal.
La manufactura aditiva representa una revolución tecnológica en la producción de componentes, cambiando paradigmas tradicionales de la manufactura industrial.
Este método utiliza impresión 3D para fabricar objetos capaces de cumplir funciones específicas, desde prototipos hasta piezas finales en diversas industrias. A diferencia de la fabricación sustractiva, que elimina material para formar un objeto, la manufactura aditiva construye objetos capa por capa, agregando material. Este enfoque permite la creación de geometrías complejas que serían difíciles o imposibles de realizar mediante métodos tradicionales, usando materiales que van desde polímeros hasta metales, pasando por cerámicas y compuestos.
La manufactura y mecanizado de partes para la industria médica comprende todos los procesos de mecanizado CNC destinados a la producción de implantes quirúrgicos, dispositivos ortóticos e instrumentos médicos. Este campo enfrenta desafíos únicos, principalmente debido a la necesidad de trabajar con escalas reducidas o micromecanizado, una exigencia impuesta por el tamaño diminuto de muchos de los componentes implantables.
Además, el mecanizado de titanio, material predilecto en la fabricación de dispositivos médicos por su inercia química con el cuerpo humano, presenta retos significativos en términos de manipulación y precisión.
La manufactura y mecanizado de partes para la industria aeroespacial es un campo especializado que requiere una precisión extrema y la capacidad de trabajar con metales difíciles de mecanizar.
Este sector se caracteriza por mantener tolerancias ajustadas, esenciales para los componentes de motores de aviones, así como por manejar contornos complejos, típicos en las formas de las palas de turbinas y los componentes aeroestructurales que conforman la estructura de una aeronave.
Debido a la prevalencia de estos contornos complejos, el mecanizado de cinco ejes es rutinario en este sector, incluyendo herramientas de gran recorrido capaces de acomodar los componentes estructurales más grandes de las aeronaves. Los materiales comúnmente usados en el mecanizado aeroespacial incluyen el aluminio ligero para miembros estructurales; metales duros y resistentes a la temperatura como el titanio y las aleaciones de Inconel para partes del motor; y compuestos de fibra de carbono, que son tanto duros como livianos, para las pieles exteriores de las aeronaves.
El mecanizado de componentes para las industrias de petróleo y gas implica el uso de procesos de fabricación avanzados para crear piezas precisas y duraderas utilizadas en la explotación, extracción, refinación y transporte de productos petrolíferos y gaseosos. Estos componentes, que deben cumplir con estrictos estándares de calidad y resistencia debido a las condiciones extremas a las que están expuestos, incluyen válvulas, conectores, ejes y carcasas para equipos de bombeo, compresores y turbinas.
La manufactura de estas piezas requiere técnicas especializadas de mecanizado, como el torneado CNC, el fresado, y el taladrado de alta precisión, que permiten lograr tolerancias muy ajustadas y acabados superficiales de alta calidad. Además, se emplean materiales resistentes a la corrosión y a altas presiones y temperaturas, como aceros inoxidables, aleaciones de níquel y titanio.
La manufactura avanzada es un enfoque integrado y tecnológicamente avanzado para la producción, que combina automatización, tecnologías de la información y herramientas inteligentes para optimizar la eficiencia y la calidad del producto.
Incluye el uso de robótica y cobots para tareas colaborativas y repetitivas, la implementación de la Industria 4.0 para sistemas de producción digitalizados y conectados, y el mecanizado sin luces para operaciones continuas automatizadas. También se basa en la manufactura impulsada por datos para mejorar la toma de decisiones en tiempo real, la manufactura aditiva para prototipos y producción eficiente, y la realidad aumentada para mejorar la precisión y eficiencia en tareas de montaje y mantenimiento.
En EMO Hannover 2023 se presentarán dos proyectos que allanan el camino para la manufactura aditiva, simplificando los procesos antes y después de la impresión 3D, y facilitando la adopción de esta tecnología para la producción en masa de autopartes y componentes aeroespaciales.
Meximold es el catalizador que brinda la oportunidad de encontrar en un solo lugar todo el ecosistema de la manufactura de los herramentales.
En el tercer trimestre de 2022, la manufactura continúa liderando la demanda industrial en Monterrey y su área metropolitana, seguida de los sectores automotriz y de alta tecnología.
Estudiantes ingeniería de la Universidad del Norte de Texas (UNT) y sus homólogos de la Universidad Nacional Autónoma de México y el Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial (CIDESI) perfeccionan sus habilidades en la manufactura aditiva gracias a una alianza público-privada.
La inversión de Bosch será para la construcción de una planta para producción de componentes de aplicaciones móviles, así como maquinaria para la automatización de la manufactura.
El arranque gradual iniciará con la reincorporación de actividades relacionadas con manufactura de vehículos y autopartes, en fechas específicas para cada una de las instalaciones.
De acuerdo con información de la AMID, en México hay procesos claves como la integración de circuitos electrónicos y la manufactura avanzada de materiales metálicos.
Tuvimos la oportunidad de dialogar con el nuevo presidente de la Asociación Mexicana de Manufactura de Moldes y Troqueles, Juan Manuel Benavente, quien desde junio asumió la dirección de esta importante asociación para continuar con el desarrollo del sector de moldes en México.
El gemelo digital continuará su evolución. La clave es conectar los modelos digitales al mundo físico a través de las necesidades del negocio. Una simulación más exacta producirá una pieza con mejor funcionalidad.
