Las tecnologías de corte de tubos se mantienen al día con la dinámica del mercado

El incesante avance de la tecnología continúa introduciendo materiales más difíciles de cortar en el mercado de tubos y tuberías, las demandas de calidad continúan aumentando y las presiones competitivas nunca disminuyen. Foto cortesía de BLM GROUP USA, Novi, Michigan.

Formar, hacer muescas, perforar, perforar, taladrar, roscar, biselar, esmerilar, soldar: independientemente de lo que haga con un tubo o tubería para prepararlo para enviarlo a su cliente, la primera operación probablemente sea un proceso de corte. Aunque hace décadas que existen muchas opciones de procesos de corte, muchas de las máquinas que se utilizan hoy en día son mucho más avanzadas que sus predecesoras de hace apenas unos años. A medida que los materiales de los tubos y tuberías se vuelven más variados y las presiones competitivas son más desafiantes, el software, los sensores y los sistemas de control se vuelven más capaces. ¿El resultado? Los proveedores de equipos tienen más opciones en hardware y software, lo que les permite desarrollar máquinas que son más rápidas, más precisas, más versátiles y más automatizadas que nunca para ayudar a los fabricantes de tubos y tuberías a enfrentar aplicaciones de corte cada vez más desafiantes.

El ritmo implacable de la tecnología trae al mercado productos mejorados o completamente nuevos y, en muchos casos, esos productos están hechos de materiales mejorados. En la industria de los metales, un impulsor clave en el desarrollo de aleaciones es el sector automotriz, que se esfuerza por cumplir objetivos de emisiones cada vez más bajas y objetivos de eficiencia de combustible cada vez más altos mediante la implementación de materiales que son más fuertes y livianos que los metales convencionales. Aunque los fabricantes de automóviles utilizan una variedad de materiales, como el aluminio y el magnesio, una gran parte de cada automóvil todavía está fabricado de acero. Otro impulsor es la industria petrolera, que depende de productos químicos del acero que pueden soportar las severas condiciones del entorno marino a medida que la perforación se hace más profunda que nunca.

Avances del acero. En respuesta a estas demandas, la industria del acero continúa suministrando nuevos materiales al mercado. Según la Asociación Mundial del Acero, el acero está disponible en 3.500 grados.

Las aleaciones avanzadas de acero de alta resistencia, los materiales de alta resistencia y baja aleación, los aceros de doble fase y los aceros de plasticidad inducida por transformación han contribuido a una pequeña agitación en la ciencia de los materiales. Los últimos materiales tienen mejoras sustanciales de resistencia con respecto al acero dulce común, como el SAE 1010, que tiene una resistencia máxima a la tracción de alrededor de 42 000 libras por pulgada cuadrada (PSI).

“Hace diez años, la resistencia a la tracción promedio para la industria de la forja automotriz era de 750 newtons por milímetro cuadrado (109,000 PSI) y la velocidad máxima de la hoja para muchas sierras era de alrededor de 130 a 140 metros por minuto (MPM) [445 pies por minuto (FPM) ]”, dijo Daniel Johns, director de desarrollo comercial de Kinkelder USA.

En aquella época las exigencias a las hojas de sierra eran enormes, pero en tan sólo unos años muchas cosas han cambiado. Algunos de los materiales más recientes son un 30 por ciento más resistentes, 980 N/mm2 (142 000 PSI), y las sierras funcionan más rápido, a menudo a más de 200 MPM (656 FPM).

"Hace quince años vendíamos más hojas de uso general", dijo Johns. "Hoy en día, el mercado tiene una mayor necesidad de hojas fabricadas para aplicaciones específicas". Por ejemplo, las hojas de cerámica y metal (cermet) cumplían los requisitos para alrededor del 80 por ciento de las aplicaciones de barras hace apenas cinco años, mientras que hoy en día, alrededor del 80 por ciento de las aplicaciones requieren carburo recubierto, dijo.

"Las hojas de carburo recubiertas tienen mayor resistencia en la punta y mayor resistencia a la temperatura, por lo que pueden soportar el corte de materiales más duros a velocidades más altas", dijo.

Además de los recubrimientos que pueden ayudar a soportar temperaturas de hasta 900 grados C (1600 grados F), otra estrategia consiste en optimizar la geometría de los dientes, cambiar los ángulos de corte para que coincidan con el grado del acero y cambiar el espaciado para hacer frente a la velocidad más rápida de la hoja.

Esto no quiere decir que el cermet se haya quedado en el camino. "Tienen una duración de hoja excepcional, por lo que sigue siendo un buen producto cuando el material no es tan duro y la sierra no funciona tan rápido", afirmó.

Cortar no es necesariamente un proceso único, dijo Johns. En algunos casos, el calentamiento provocado por la fricción añade un componente deformante al proceso de corte. El material se calienta, se ablanda y se deforma un poco antes de que el diente extraiga una astilla. Algunas aplicaciones, como el aserrado de calidades dúplex y de níquel, requieren una geometría positiva en la que el corte es principalmente una acción de corte. Comprender esta diferencia y muchos otros factores es la clave en la selección de la hoja. El personal de Kinkelder ha descubierto que cambiar la hoja puede tener un impacto significativo en su vida útil.

“Uno de nuestros clientes estaba cortando acero inoxidable 17-4 y lograba alrededor de 7400 cortes por hoja”, dijo Johns. "Hicimos una recomendación para cambiar a una geometría diferente para abordar una tolerancia de rebabas muy estricta, y ese cliente ahora obtiene una vida útil aproximadamente cinco veces mayor, con aproximadamente 37 000 cortes por hoja".

Ese es un caso extremo. Si una hoja no es óptima para la aplicación, es más probable una mejora del 20 por ciento. Independientemente del grado real de mejora, la empresa de Johns se considera a sí misma primero como consultor de corte y después como fabricante de cuchillas. Eso suena contradictorio: los ingresos de la empresa se basan en vender más palas, no menos palas. Sin embargo, ese no es el final. Como cualquier otro proveedor de cualquier otro producto, la empresa tiene interés en el éxito de sus clientes, por lo que utiliza sus conocimientos de aserrado en beneficio de sus clientes.

La empresa también realiza algunas investigaciones junto con un fabricante de sierras, Rattunde Corp. Las dos empresas han cooperado para mejorar las capacidades de los sistemas de corte, como la escuadra del corte. Una ventaja de Kinkelder es el uso de una sierra Rattunde que sigue la rotación de la hoja. El sistema de Rattunde rastrea la ubicación de cada diente tan de cerca que, al realizar una multitud de cortes para probar la durabilidad de una hoja, garantiza que el contacto inicial con la pieza de trabajo se distribuya uniformemente entre todos los dientes de la sierra.

Avances de calidad. “La calidad del acabado de corte siempre ha sido una exigencia, pero en los últimos años realmente ha despegado”, dijo Jon Hisey, director de desarrollo comercial de Rattunde Corp. “Hace veinte o treinta años, un hoyuelo al final sería aceptable ," él dijo. "Hoy en día, cada vez más usuarios exigen un corte limpio, de 90 grados y sin rebabas". Hisey sospecha que esto está relacionado con la automatización posterior.

"Los fabricantes están utilizando más robótica y los soldadores robóticos no son expertos en lidiar con la inconsistencia", dijo. “Si un espacio es demasiado amplio o varía, el robot no tiene la capacidad de ocuparse de él. Simplemente hace lo mismo una y otra vez según cómo esté programado”.

Aunque muchos fabricantes todavía parecen desconfiar de la automatización, para muchos se está volviendo inevitable, dijo Hisey.

"Muchos fabricantes todavía dependen del trabajo manual para apilar los tubos a medida que salen de una máquina cortadora", explicó. "Si tienes tres personas haciendo eso y uno se reporta enfermo, simplemente perderás un tercio de tu trabajo en esa área". Automatizar varios pasos que a menudo tienen lugar después del corte (por ejemplo, medir, grabar y empaquetar) saca al fabricante de ese aprieto, no sólo hoy, sino todos los días.

Ahorrar espacio siempre es una preocupación, y Rattunde respondió a esas preocupaciones cuando introdujo en el mercado una máquina de tamaño reducido en 2019.

“Hasta hace poco, nuestra máquina más pequeña era una máquina de 2 m”, dijo Hisey, refiriéndose a la longitud más larga que podía cortar. “Tuvimos algunos clientes que usaron esa máquina para fabricar 2 pulgadas. parte. Nuestra última máquina es una máquina de 1 m, que es mucho más práctica para piezas pequeñas, ya que logra tiempos de ciclo mucho más rápidos y utiliza menos espacio que nuestra máquina de 2 m”.

Avances en fontanería. La soldadura ha sido durante mucho tiempo un proceso de unión fundamental en la industria de la plomería, pero ha ido dando paso al engarzado. El engarce no requiere adhesivos, soldadura ni calor. Hacer una unión engarzada puede costar más que hacer una unión soldada (un accesorio engarzado cuesta más que un poco de soldadura y algo de fundente), pero es un proceso más rápido, por lo que proporciona una ganancia en el costo de mano de obra. La principal advertencia es que el engarzado requiere extremos de tubería que sean extremadamente rectos y sin rebabas. El fabricante de equipos Reika GmbH fabrica líneas de procesamiento para desenrollar y enderezar tuberías de cobre y realizar cortes rectos y sin rebabas, ya sea que el material sea cobre de paredes delgadas o gruesas.

"Para el cobre de paredes delgadas, el sistema utiliza un proceso sin virutas", dijo Joseph Kemple, presidente de Heiko Machine, representante de Reika en Estados Unidos. Para aplicaciones de paredes gruesas, una línea de proceso utiliza la sierra de anillo patentada por la empresa. La hoja de la sierra circular tiene forma circular, pero a diferencia de la mayoría de las hojas de sierra circular, se introduce a lo largo de su diámetro exterior y los dientes están en el interior. Los dientes son insertos de carburo disponibles en el mercado que tienen cuatro caras de corte y están montados en asientos mecanizados con tornillos de fijación. Cuando una superficie se vuelve opaca, el operador quita los dientes, los gira 90 grados y los vuelve a instalar.

La característica única de la sierra es el movimiento de la hoja. Además de girar, la cuchilla se mueve de forma excéntrica. Esto permite que la hoja se acerque a la pieza de trabajo gradualmente mientras oscila alrededor de la pieza de trabajo. La combinación de la forma del diente de corte y el movimiento de la hoja tiene como objetivo no dejar rebabas en el diámetro exterior y rebabas insignificantes en el diámetro interior.

"No deja largas tiras de residuos, pocas rebabas ni astillas muy pequeñas", dijo Kemple. "Estas pequeñas virutas caen inofensivamente de la máquina, no interfieren con el funcionamiento y son muy fáciles de manipular", añadió.

Las cizallas, favorecidas por su velocidad y corte sin virutas, han sido preferidas durante mucho tiempo para aplicaciones de alto volumen y baja mezcla, pero hoy en día también son adecuadas para muchas aplicaciones de bajo volumen y alta mezcla. Las máquinas no han cambiado; la diferencia está en agregar un moderno sistema de control y el software necesario.

Para un taller de fabricación que depende de una o dos sierras, una cizalla podría no ser una alternativa viable. Sin embargo, un fabricante que empuja con fuerza varias sierras durante todo el día podría ahorrar bastante espacio y material cambiando a una sola máquina de corte.

"Una máquina cizalla de alta velocidad puede lograr un rendimiento equivalente al de tres a seis sierras", dijo Steve Thiry, presidente de Haven Manufacturing Corp. Otro beneficio es que la cizalla no tiene corte, por lo que no desperdicia una pequeña cantidad. cantidad de material en cada corte.

Como cualquier otra decisión, elegir una máquina cortadora óptima es una cuestión de sopesar varios factores, uno de los cuales es el volumen de la pieza. Para un taller de fabricación de tubos que necesita realizar menos de 50.000 cortes rectos al año, una sierra ciertamente tiene más probabilidades de cumplir con los objetivos de producción y retorno de la inversión que una máquina cizalla. Si el volumen llega a ser mucho más de 50.000, una cizalla resulta cada vez más atractiva.

"Si un fabricante necesita hacer entre 60.000 y 70.000 cortes al año en una variedad de longitudes y diámetros, una cizalla podría tener sentido", dijo Thiry.

Haven es conocido por diseñar y construir dos tipos claramente diferentes de máquinas cizallas: la cizalla con soporte, que utiliza un mandril para evitar la deformación cuando la hoja de la cizalla corta y divide el tubo, y la cizalla doble, que utiliza un cortador lateral para penetrar el pared del tubo y una cizalla para realizar el corte. El corte inicial compromete la integridad de la pared del tubo, por lo que la acción de corte se puede realizar sin que se formen hoyuelos en el tubo.

Corte de piezas largas y cortas. Las máquinas de la empresa manejan diámetros de 0,25 a 5 pulgadas. La mayoría de las máquinas que fabrica cortan de 0,5 a 2,5 pulgadas de diámetro externo. Si bien las longitudes de 12 a 18 pulgadas se encuentran entre las más comunes (longitudes para fabricar amortiguadores, una aplicación principal), las máquinas de la compañía se utilizan con frecuencia para cortar longitudes de 0,5 pulgadas a 10 pies de largo. Pueden alcanzar una precisión de longitud de ±0,002 pulg.

Una máquina Haven en uso corta tubos de pared delgada en longitudes de sólo 3/8 de pulgada para hacer abrazaderas de manguera. La máquina realiza 7.000 cortes por hora sin deformación ni pérdida de material. Una sierra podría hacer la pieza, pero no a esa velocidad, y el corte desperdiciaría bastante material como porcentaje de cada corte. Un láser también puede realizar un corte sin pérdidas y, si bien el tiempo del ciclo sería corto, realizar miles de cortes rectos por hora no aprovecha el mayor beneficio de la máquina láser: su versatilidad.

Dedicada a la Manufactura Lean. Una cizalla también es una buena candidata para aplicaciones de bajo volumen y alta mezcla porque la forma en que se utiliza ha cambiado a lo largo de las décadas. Conocidas por proporcionar una producción deslumbrante (en algunos casos, hasta 40 millones de piezas por año) que ayudó a la producción por lotes hace décadas, las cizallas siguen siendo deslumbrantes hoy en día, pero cuando están equipadas con sistemas de control modernos, las mismas máquinas ayudan con la fabricación eficiente y ayudan con objetivos de flujo de una sola pieza.

“Hace años, estas eran máquinas dedicadas, configuradas para fabricar una sola pieza muy rápidamente durante horas y horas. Eran los días de los cambios manuales”, dijo Thiry. Hoy en día, uno de sus clientes utiliza un sistema de doble cizalla para fabricar casetas para perros. Los componentes tubulares de las perreras constan de cinco piezas cortadas en tres longitudes. El hardware y el software modernos permiten al fabricante cortar las distintas longitudes en el orden en que son necesarias. La operación de corte del tubo produce un kit de cinco piezas que está listo para la siguiente operación. Es rápido, preciso y sencillo.

Haven también utiliza su experiencia en diseño para desarrollar sistemas de manipulación de materiales personalizados para el lado de alimentación y puede crear células de corte integradas completas.

Los láseres que manipulan tubos y elementos estructurales vienen en bastantes variedades. Entre las más comunes se encuentran las máquinas que sujetan tubos largos con mandriles y manejan los tamaños de tubos y tuberías más comunes, hasta 4 pulgadas de diámetro externo aproximadamente. Las máquinas de gran formato incluyen la LT24 de BLM GROUP, que corta diámetros de hasta 24 pulgadas; La serie M4 de Bystronic, compuesta por FL400 y FL600, que también corta diámetros de hasta 24 pulgadas; Fabri Gear 400 II de Mazak, que maneja diámetros de hasta 16 pulgadas; y TruLaser Tube 7000 de TRUMPF, que corta hasta 10 pulgadas de diámetro.

Aún se fabrican otras máquinas para cortar tramos cortos de tubo, como conjuntos tubulares doblados, componentes tubulares hidroformados y otras formas 3D. Dos de estas máquinas son las series VCL-T100 de Mazak, LT-Free de BLM GROUP y TruLaser Cell de TRUMPF.

Alojamiento para metro. En los primeros días del corte por láser de materiales en láminas, los productos en láminas a menudo no eran lo suficientemente planos para optimizar el proceso. Cuando el soplete se movía sobre la superficie de una hoja de tamaño estándar de un extremo al otro, la distancia entre el soplete y la superficie de trabajo variaba demasiado. La industria del acero se adaptó y, en poco tiempo, el estándar comercial de planitud de las láminas mejoró para adaptarse al corte por láser.

El tubo es un producto diferente, fabricado de una manera diferente y utilizado en un segmento industrial diferente. Las tolerancias también son diferentes.

"Las normas de la industria para los tubos son menos estrictas en cuanto a las desviaciones dimensionales que para las láminas", dijo John Quigley, vicepresidente de marketing de LVD Strippit. "Los fabricantes de tubos necesitan sistemas láser que puedan manejar variaciones sustanciales".

Los programas de corte se basan en dimensiones ideales, pero los productos de tubos y tuberías rara vez son rectos y los productos no redondos a menudo presentan cierta torsión. Para lograr un corte preciso y evitar colisiones entre el cabezal láser y la pieza de trabajo, la máquina debe determinar la forma y posición reales del tubo en relación con el cabezal de corte y luego compararla con la forma esperada para compensar las variaciones dimensionales. Las máquinas LVD Strippit utilizan un sistema de medición láser incorporado para medir el arco y comparan las posiciones del mandril con las posiciones del soporte estable para determinar la torsión. Para optimizar la orientación del tubo con respecto a la costura de soldadura, las máquinas láser de la empresa utilizan un sistema óptico basado en la entrada de dos cámaras.

Pioneras en la versatilidad del sistema de carga, las máquinas de LVD Strippit fueron las primeras en tener dos cargadores en una máquina, uno para paquetes y otro con un cargador de siete posiciones para cargar tubos individuales. Tener un cargador de paquetes automatizado en un lado de la máquina y un cargador de un solo cargador en el otro lado le brinda al operador lo mejor de ambos mundos. Cuando utiliza el cargador de paquetes para una producción, puede interrumpir ese trabajo y cargar algunos tubos uno por uno para cumplir con un trabajo urgente y luego reanudar el primer trabajo.

Bystronic también ha ideado una estrategia de carga y descarga que acelera el procesamiento. Sus máquinas utilizan cuatro mandriles, pero procesar un tubo no requiere los cuatro mandriles todo el tiempo.

"Mientras el cabezal láser procesa las últimas características de un tubo, usando los dos primeros mandriles, se carga un segundo tubo en la máquina usando los dos mandriles finales", dijo Brendon DiVincenzo, gerente de producto de láseres y automatización de Bystronic Inc. También utiliza mandriles que flotan, lo que permite que la máquina se adapte al arco y la torsión de una pieza de trabajo individual, al tiempo que ejerce menos tensión en los mandriles y aumenta la precisión en la zona de corte.

La TruLaser Tube 7000 de TRUMPF también ofrece algunas características adicionales que amplían las posibilidades en el procesamiento de tubos. Las herramientas adicionales proporcionan roscado para orificios en tubos de pared gruesa y perforación y roscado por fricción para tubos de pared delgada. También tiene un mandril opcional que se desliza dentro de la pieza de trabajo para proteger el diámetro interior de las salpicaduras generadas por el proceso de corte.

Grandes diámetros, paredes pesadas. Mazak Optonics Inc. estima que se prevé que el uso de acero estructural crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta del 5,3% durante el período de cinco años comprendido entre 2018 y 2023. Los impulsores que cita son el gobierno federal y la industria de la construcción. El primero se ocupa de la infraestructura y el segundo se refiere tanto a la construcción residencial como no residencial. Dos factores que favorecen los tubos de acero cortados con láser para tales aplicaciones son la reciclabilidad y la velocidad de construcción. Aproximadamente el 90% de los metales se reciclan y el corte láser preciso facilita una unión rápida.

La precisión de una máquina láser al realizar orificios avellanados para sujetadores, cortes a inglete para conexiones de juntas y extremos biselados para preparación de soldadura hace que el ensamblaje y la soldadura en el lugar de trabajo sean más rápidos que con procesos convencionales.

Para tales aplicaciones, las máquinas de Mazak proporcionan seis ejes de control y cuatro mandriles autocentrantes para abordar las inconsistencias dimensionales del tubo y el perfil, como la sección estructural hueca, la viga en I, la viga en H y el ángulo. Según Mazak, la tecnología láser de diodo directo de la empresa es un 45% más eficiente energéticamente que los láseres de CO2 y tiene un 40% más de densidad de potencia en comparación con los láseres de fibra.

Para adaptarse a diversas geometrías de piezas de trabajo, las máquinas de TRUMPF utilizan un mandril de pinza autocentrante para evitar daños en los tubos. El sistema de sujeción se combina con un sensor que proporciona un monitoreo continuo para realizar los cambios necesarios en la trayectoria del cabezal láser para evitar colisiones.

BLM GROUP USA presentó recientemente su LT8.20, que tiene capacidad 3D y maneja prácticamente cualquier forma. Fue diseñado para manejar patrones de corte complejos, ubicaciones difíciles de alcanzar y cortes de preparación de soldadura en tubos de paredes gruesas. Utiliza tres funciones de la serie Active de la empresa: Active Tilt para un procesamiento rápido de funciones pequeñas; Active Weld, diseñado para optimizar el desprendimiento de chatarra con grandes cordones de soldadura; y Active Focus, que maneja cambios de material y espesor.

La configuración del sistema con el cargador de cadena en la parte frontal reduce el espacio que ocupa el sistema en un 20 % y permite operaciones de carga y descarga desde el mismo lado. Esto hace que el sistema sea aún más eficiente para la producción en pequeñas series y pequeñas cantidades.

¿CO2 o Estado Sólido? En el ámbito del láser, el láser de CO2 está dando paso a las tecnologías de estado sólido. En general se trata de láseres de fibra, pero TRUMPF tiene su propio TruDisk y Mazak tiene un láser de diodo directo. Conocidos por una entrega de haz simplificada y requisitos de mantenimiento mucho más bajos que la variedad de CO2, los láseres de estado sólido brindan más tiempo de actividad y son menos costosos de mantener. Pero esto no significa que los láseres de CO2 estén en vías de extinción.

"La demanda del mercado de láseres de fibra está creciendo, pero los láseres de CO2 todavía tienen un lugar en la fabricación, pero no el lugar dominante que tenían en el pasado", dijo DiVincenzo. No se trata sólo de sustituir un resonador. La frecuencia de la luz del láser de fibra es tal que el diseño de la máquina es bastante diferente al de los resonadores de CO2. Los láseres de fibra necesitan un área de corte completamente cerrada, lo que puede complicar la carga y descarga de material. Las ventajas de rendimiento generalmente aceptadas de la tecnología de fibra simplemente no se aplican al cortar piezas de trabajo muy grandes.

"La logística de manipulación de materiales es mejor con los láseres de CO2", afirmó.

La fabricación siempre ha prosperado con los datos, ya sea midiendo el tiempo de actividad de una máquina, cronometrando el tiempo del ciclo de una pieza específica, tomando medidas para identificar componentes no conformes o recopilando información de cualquiera de los miles de otros puntos de datos que los fabricantes utilizan para medir y mejorar las operaciones.

En los últimos años, la recopilación de datos ha crecido en órdenes de magnitud en capacidad y cantidad. La convergencia de muchas tecnologías: sensores en máquinas que generan datos digitales, etiquetas RFID en piezas o contenedores de piezas que generan datos de seguimiento, códigos QR fáciles de escanear que contienen todo tipo de información, sistemas Wi-Fi que mueven datos desde un lugar. colocar y software que lo organiza todo, permite a los fabricantes configurar sistemas que eran inauditos hace apenas unos años.

Recopilar datos de puntos clave de un proceso de fabricación, digitalizarlos y convertirlos en un flujo de información útil, actualizado continuamente y disponible en cualquier momento, hace más que eliminar el papel o proporcionar una instantánea en tiempo real de la actividad de fabricación. Los datos se pueden integrar con el sistema de planificación de recursos empresariales (ERP) de la empresa para modificar el cronograma de producción, informar los niveles de inventario de materia prima agotados para desencadenar una acción de compra e informar a los clientes sobre los estados de los pedidos para que puedan notificar a sus clientes y actualizar sus cronogramas. Esta información tiene mucha importancia a lo largo de la cadena de valor: un fabricante podría embarcarse voluntariamente en un viaje para implementar la tecnología Industria 4.0 para su propio beneficio, o ese fabricante podría seguir este camino para satisfacer las necesidades de sus clientes.

Esta tendencia se está manifestando en la industria de la construcción. Hoy en día, los arquitectos hacen más que planos. Utilizan software de modelado de información de construcción (BIM), que es una versión extremadamente sofisticada de CAD que tiene algunos elementos de ERP. Proporciona tantos detalles con tanta precisión que los contratistas pueden presentarse en el lugar de trabajo con suministros como conductos, tuberías y conductos cortados a las longitudes adecuadas, o incluso fabricados en conjuntos, de modo que cada componente llegue listo para su instalación. Hacen mucho más trabajo en sus talleres y mucho menos en el lugar de trabajo y, a medida que avanza la construcción, cada contratista proporciona actualizaciones.

"Cada instalador puede actualizar el modelo, lo que desencadena el siguiente pedido de material, lo que desencadena el siguiente pedido de producción, etc.", dijo Carroll Stokes, gerente de ventas de T-Drill Industries Inc.

Una solicitud de un contratista mecánico hace algunos años iluminó las posibilidades de T-Drill. El contratista quería una máquina totalmente automatizada que pudiera cortar docenas de componentes únicos de tuberías (partes rectas y conexiones derivadas), imprimir y aplicar una etiqueta (o dos etiquetas, una en cada extremo, para piezas largas) y clasificarlas con una mesa desviadora. .

Al principio, el personal de T-Drill estaba desconcertado. ¿Por qué un taller de plomería necesitaría una máquina que parecía adecuada para un fabricante? Más tarde, cuando el personal comprendió todo el alcance de BIM, entendió cómo una máquina automatizada podría respaldar tal esfuerzo. El acceso al modelo ayuda a todos, desde el propietario del edificio hasta el contratista más pequeño, a comprender el estado de los distintos pasos del proyecto, sin importar cuán vasto sea el proyecto.

El hardware también se está modernizando constantemente. Introducir el tubo en la máquina, posicionarlo para cortarlo, realizar el corte, hacer avanzar y retraer las herramientas de colocación de collarines: estas acciones son precisas, totalmente controlables y no muy costosas cuando los actuadores son servomotores, dijo Stokes.

"Hemos tenido 27 servos en una máquina", dijo. “A principios de la década de 1990, el coste de un servo era de unos 5.000 dólares por eje. Hoy en día cuesta entre 1.500 y 2.000 dólares por eje”. Los dos atributos principales del servo, velocidad y precisión, se combinan en la salida. “Podemos fabricar 3.000 piezas con precisión en una hora”, afirmó.

Los actuadores neumáticos también son rápidos y precisos, dijo, pero los servos permiten controlar todo el perfil de movimiento, optimizando las carreras de alimentación y corte. Esto no quiere decir que las capacidades de corte y colocación de collares de la máquina sean más críticas que la conectividad. Los dos van de la mano.

"Hasta donde yo sé, BIM es necesario para licitar en cualquier edificio municipal, y este ha sido un requisito durante los últimos seis a ocho años", dijo Stokes. No es difícil conectar los puntos. Para las empresas involucradas en la construcción, la interfaz con BIM es cada vez más crítica; por lo tanto, para sus proveedores, invertir en equipos que tengan conectividad digital es cada vez más crítico.

"No es sólo para la construcción", añadió Stokes. "También se utiliza en la construcción naval, que tiene consideraciones similares: una estructura y sistemas hidráulicos, neumáticos, eléctricos, de agua, de extinción de incendios y de alcantarillado".

TRUMPF construyó una instalación de fabricación totalmente conectada en red en Hoffman Estates, Illinois, para exhibir estas tecnologías. Aunque no se trata de una operación orientada a tubos, al menos no todavía, ilustra la capacidad de digitalizar todo lo crítico para un proceso de fabricación.

Cuando es convocado por una orden de trabajo, un vehículo guiado automáticamente recupera el material en láminas necesario y lo prepara, iniciando un proceso en el que el material pasa de una máquina a otra para cortarlo, perforarlo y doblarlo. En su mayor parte, el cuidado de las máquinas y el manejo de materiales están automatizados. La transparencia es una gran parte de la tecnología empleada en Smart Factory. Cualquier persona con acceso al sistema puede utilizar una conexión a Internet desde cualquier parte del mundo para comprobar el estado de un pedido.

No es sólo un escaparate. La empresa fabrica piezas auténticas y procesa toneladas de acero todos los días. No se trata de “quizás”, “posiblemente” o “quizás”. La Industria 4.0 se pueda utilizar en la fabricación de metales. Este sistema ha estado en funcionamiento desde el 12 de septiembre de 2017.