Equipo 9 Campos López Elizabeth Espinoza Torres Rolando

MANUFACTURA

Transferencia de tecnología para el desarrollo de moldes,

troqueles y herramientas

Contexto del desarrollo de herramientas en México

El ciclo del desarrollo de nuevos productos comprende una serie de etapas que incluyen: a) atención al cliente, b) concepto de producto, c) diseño de producto, d) definición de proceso y e) producción. Una participación de mercado privilegiada para un nuevo producto, y sus beneficios económicos asociados, depende en gran medida de la agilidad con que se realicen las diferentes etapas del ciclo. Como parte de la fase de definición de proceso, el diseño y manufactura de moldes, troqueles y herramientas es clave en la ruta crítica del desarrollo de nuevos productos.

Actualmente en México existe relativamente poca actividad en el desarrollo de moldes, troqueles y herramientas [1]. A pesar de la incorporación de nuevos talleres y la consolidación de talleres existentes, esta industria sigue presentando áreas de oportunidad para seguir creciendo. De acuerdo con estadísticas de la Secretaría de Economía, en este rubro se exportaron 171 millones USD, mientras que se importaron 931 millones USD en el 2001 (tomando las fracciones arancelarias 8480 y 820730).

En respuesta a las necesidades y oportunidades de la industria para desarrollar moldes, troqueles y herramientas, el Centro de Sistemas Integrados de Manufactura (CSIM) ha establecido un programa estratégico en Manufactura Avanzada (Net Shape Manufacturing). Dicho programa estratégico incluye actividades de investigación, consultoría, capacitación y transferencia de tecnología.

Modelo de transferencia de tecnología

El modelo de transferencia del CSIM tiene como objetivo facilitar la incorporación de nuevos elementos tecnológicos para el desarrollo de moldes, troqueles y herramientas en las empresas mexicanas, atendiendo los aspectos técnicos, económicos y de capital humano. Actualmente, se contemplan elementos tecnológicos tales como modelación CAD (Diseño Asistido por Computadora, por su siglas en inglés) orientada a superficies esculpidas, apoyo computacional para el diseño conceptual y la planeación de procesos, ingeniería de reversa, CAM (Manufactura Asistida por Computadora, por sus siglas en inglés) orientado a superficies esculpidas, centros de maquinado de alto desempeño, herramientas de corte especializadas y metrología por coordenadas. Un factor clave en el modelo de transferencia del CSIM es la participación de los proveedores de tecnología, estableciendo en las instalaciones del Tec de Monterrey

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equipos y accesorios de demostración para las empresas y también para fines académicos.

En un proyecto de transferencia de tecnología se establecen las siguientes etapas:

a) Definición de necesidades. En esta etapa se estima la viabilidad técnica y la justificación económica de los elementos tecnológicos a transferir. b) Desarrollo. Durante el desarrollo, se adaptan los elementos tecnológicos para la aplicación específica que requiere la empresa. c) Aplicación piloto. En esta etapa, se aplican los elementos tecnológicos dentro de los laboratorios del CSIM para demostrar las implicaciones técnicas y económicas en moldes, troqueles o herramientas de la empresa. d) Asimilación. La asimilación se realiza con adquisición de los elementos tecnológicos por parte de la empresa y la capacitación del personal involucrado. Dicha capacitación se realiza en un esfuerzo coordinado entre el proveedor de tecnología y el CSIM.

Atendiendo a la Misión institucional de formar personas, se procura en la medida de lo posible la incorporación de estudiantes de pregrado y posgrado durante todas las etapas de transferencia. Por un lado, los proyectos de transferencia proporcionan oportunidades para que los estudiantes se vinculen con retos reales y tecnología de punta. Por otra parte, la transferencia de tecnología exitosa se basa fuertemente en las competencias del capital humano y, por lo tanto, estos proyectos preparan a los alumnos para su posible incorporación a la industria durante la etapa de asimilación.

Caso de Transferencia. Molde para vaciado de rin automotriz

En este caso, la empresa deseaba asimilar la tecnología de fresado de alto desempeño, con todos sus elementos: herramientas, controlador, máquina y programación por control numérico computarizado (CNC). Primeramente, se definió la pertinencia de dicha tecnología para reducir el tiempo de desarrollo de moldes específicos (vaciado de aluminio en molde permanente). A continuación, se desarrolló el proceso de maquinado (incluyendo selección de herramientas, selección de condiciones de corte, programación CNC y maquinado) con base en un modelo CAD proporcionado por la empresa (vea Figura 1 y para mayores detalles consultar [2]). La aplicación piloto se estableció con un nuevo modelo de rin para demostrar el impacto potencial de la tecnología de fresado de alto desempeño en el tiempo de ciclo, una vez que se establece el proceso para una familia de rines. En una semana y con base en una muestra física del nuevo modelo de rin, se realizaron las siguientes actividades: a) digitalización por coordenadas de la muestra, b) modelo en CAD del molde, c) escalamiento para un tamaño más grande, d) programación CNC y e) maquinado. La asimilación se logró al adquirir todos los elementos tecnológicos recomendados y recibir la capacitación correspondiente. Actualmente, todas las etapas del modelo de transferencia están terminadas. (Vea la Figura 1.)

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Caso de transferencia. Troqueles para corte de lámina. En la fabricación de troqueles para corte de lámina, se requiere utilizar insertos de acero para herramienta D2 que forman el perfil de la parte a ser cortada. Actualmente, es necesario ensamblar todos los insertos en el troquel y fresar el perfil de corte completo en máquinas grandes, las cuales son el cuello de botella de la empresa. En el proyecto, se busca el fresado de los insertos con dureza de 57 HRC y con suficiente precisión para ser fabricados de manera independiente en fresadoras pequeñ as y así liberar tiempo de las fresadoras grandes. En la fase de desarrollo, se demostró la viabilidad técnica y económica a través de una serie de pruebas de maquinado donde se midió la vida de la herramienta para diferentes condiciones de proceso (un eje mplo de dichas pruebas se muestra en la Figura 1). Actualmente, se está iniciando la etapa de aplicación piloto.

Caso de transferencia. Dados para forja

Actualmente, la fabricación de dados para forja implica la siguiente secuencia de operaciones: a) fresado de desbaste sobre el material suave (aproximadamente 30 HRC), b) tratamiento térmico de templado y revenido y c) fresado de acabado sobre el material duro (aproximadamente 45 HRC). El tiempo de desarrollo de los dados se puede reducir al aplicar el fresado en modo desbaste y acabado directamente en el material duro. De esta manera, la operación de tratamiento térmico se realiza de manera concurrente a otras operaciones y no impacta en la ruta crítica de manufactura del dado. Para lograr el fresado en duro se requiere de una combinación adecuada de herramientas de corte, maquinaria y programación. Actualmente, en este caso de aplicación ya se tiene un avance hasta la etapa de desarrollo. (Vea la Figura 1.)

Caso de transferencia. Herramientas para el mantenimiento de aviones

Como parte del proyecto de cluster virtuales industriales (www.mexican-industry.com), se realiza la transferencia hacia pequeñas y medianas empresas (PyMEs) manufactureras de Monterrey de productos para la industria aeroespacial (herramientas para el mantenimiento de aviones) [3]. Se han transferido exitosamente cerca de 50 productos, por medio de asesoría y capacitación en la interpretación de planos, selección de materiales, identificación de proveedores de componentes estándares, diseño del proceso de manufactura, métodos de inspección y diseño del empaque/embalaje. Para este propósito también se ha incubado una empresa de base tecnológica: Integration Engineering and Construction Systems (IECOS) (www.iecos.com.mx). IECOS sirve como socio tecnológico e integrador de las PyMEs y es responsable de cumplir con los requerimientos de calidad, tiempo de entrega y precio, establecidos por los clientes internacionales. (Vea la Figura 1.)

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Perspectivas en la transferencia de tecnología

El CSIM continúa consolidando el modelo de transferencia con actividades como: a) contactos con usuarios, b) contactos con proveedores de tecnología en general, c) cooperación con el nuevo centro tecnológico de Association for Manufacturing Technology en Monterrey, que representa a los fabricantes de máquinas herramientas y accesorios de Estados Unidos, d) proyectos de transferencia complementarios tales como Training Internships, Education and Scholarship Partnership (TIES), e) proyectos de transferencia CONACYT mixtos/sectoriales y f) certificación ISO-9000 del CSIM para la realización de servicios, proyectos y educación continua. También se incorporan recursos de investigación que apoyan el modelo de transferencia por medio de proyectos de CONACYT y proyectos colaborativos con instituciones tales como la Universidad Técnica de Aachen (Alemania); Escuela Nacional de Ingenieros de Metz (Francia); y de Estados Unidos, University of California at Berkeley, Ohio State University, New Mexico State University y Georgia Tech.