Cuando se trabaja con metal, la elección de la herramienta o de la estrategia de mecanizado puede marcar la diferencia entre el éxito y el fracaso. Los residuos, la baja productividad y los componentes rechazados son señal de un proceso de mecanizado deficiente. También son señal de un mecanizado poco respetuoso con el medio ambiente. La elección de las herramientas y los procesos correctos permite incrementar drásticamente la sostenibilidad del mecanizado, pero muchos talleres desconocen estas ventajas. En este artículo, Matilda Gynnerstedt, directora de gestión de productos de torneado en Sandvik Coromant, explora las herramientas y tecnologías que mejoran la productividad, reducen los residuos y mejoran la sostenibilidad del corte de metal.

Los metales son el ADN del mundo industrializado contemporáneo. Desde el acero de nuestros edificios y el aluminio de nuestros coches, hasta el titanio de los aviones modernos y el cobre de los aparatos electrónicos, los metales son componentes importantes de nuestra economía. Y su prevalencia no va a disminuir. Mientras los gobiernos de todo el mundo implementan planes de descarbonización, la demanda de tecnologías renovables hará que siga aumentando nuestra dependencia del metal. De hecho, la hoja de ruta Steel and Iron Technology Roadmap de la Agencia Internacional de la Energía (IEA) afirma que la demanda global de acero aumentará en más de un tercio entre ahora y el 2050.

Pero, a medida que aumenta la demanda de metal, también lo hacen las expectativas sobre cómo se obtienen, producen y utilizan los metales en la fabricación. 

Paso a paso
Hace tiempo que la producción de metal es percibida como un proceso contaminante. Si bien es cierto que la siderurgia produce muchas emisiones, la industria ha logrado reducir su impacto. Los aceros sin tratar, por ejemplo, sustituyen al carbón de coque, tradicionalmente necesario para la fabricación de acero a base de minerales con electricidad renovable e hidrógeno. Esto puede reducir drásticamente las emisiones de carbono durante el proceso de producción del metal.

Aunque las innovaciones recientes, como el acero sin tratar, podrían ofrecer un futuro más sostenible a la industria siderúrgica, existen otras tecnologías que pueden incrementar la sostenibilidad de los procesos metalúrgicos. Los fabricantes deben conocer estos métodos si quieren superar con éxito los retos de sostenibilidad del futuro.

La herramienta correcta para la tarea
Para los talleres encargados de mecanizar metales difíciles en las formas deseadas, con tolerancias precisas y la máxima calidad superficial, son esenciales las herramientas y los conocimientos adecuados. La herramienta debe ayudar a crear procesos de mecanizado más eficientes y con menos desechos, además de mejorar la sostenibilidad.

Los componentes desechados impiden que un taller alcance su máximo rendimiento. Entre las situaciones más comunes que conducen al rechazo de piezas se encuentran el uso de las herramientas equivocadas, los errores humanos en la programación de la máquina y las variaciones no detectadas en la materia prima que provocan problemas de mecanizado imprevisibles. Además, los residuos tienen un gran impacto en el medio ambiente si no se reciclan. De hecho, el Banco Mundial estima que los residuos producidos por la industria, a escala mundial, son 18 veces más que los residuos sólidos producidos por las ciudades de todo el mundo. 

Para que los talleres de mecanizado reduzcan las piezas desechadas, deben aplicar la configuración de las herramientas y los datos de corte correctos. Si no se aseguran estos factores, puede producirse un desgaste irregular y una vida útil imprevisible de la plaquita, esto resulta en piezas rechazadas y, por tanto, descartes.

La elección de la herramienta es especialmente importante para minimizar los residuos del torneado; una operación muy habitual. La reducción de los residuos y las piezas descartadas permite alcanzar un torneado de acero eficiente, lo que supone una estrategia eficaz para rebajar el coste de producción en un reglaje de mecanizado existente. La estrategia puede incluir maximizar el uso de la máquina o seleccionar soluciones de herramienta más fiables, como la plaquita, para reducir el coste por pieza.

Pero ¿cuáles son las características de una herramienta más fiable? Debe considerarse el uso de calidades de torneado que proporcionan una vida útil larga y predecible, con un buen control de la viruta para garantizar un mecanizado seguro y productivo. La selección de una herramienta con una vida útil más larga, combinada con una mayor resistencia al desgaste y al calor, puede reportar beneficios tangibles como la reducción de las paradas imprevistas o la disminución de los residuos de material procedentes del material de la pieza o de la propia plaquita de metal duro. Todas estas son condiciones previas necesarias para un mecanizado sostenible. La dedicación de Sandvik Coromant al uso de materiales reciclados en nuestras calidades de torneado es también un factor importante que hace más sostenible la propia fabricación de nuestros clientes. Uno de los criterios de nuestro proyecto de desarrollo es aumentar el uso de material reciclado en nuestras herramientas, así como reducir los residuos.

Sorteando obstáculos
Mientras que la conciencia medioambiental está ganando fuerza en prácticamente todas las industrias, también lo hace la transformación digital. En una encuesta de más de 400 empresas manufactureras, el 94 % de los encuestados indicaron que la Industria 4.0 ha ayudado a mantener sus operaciones en marcha durante la pandemia. Los retos de la COVID-19 también han servido de llamada de atención a los fabricantes que se quedan atrás en la aplicación de las estrategias de la Industria 4.0.

Las ventajas de la 4.ª revolución industrial para los fabricantes son ya de sobra conocidas: ayuda a los directivos y a los trabajadores a tomar decisiones más informadas, resulta en una mayor productividad, puede reducir los errores de producción y favorece el aumento de los beneficios. Pero un beneficio menos conocido de la Industria 4.0 es el papel crucial que desempeña en la sostenibilidad.

Históricamente, los directores de planta han basado las decisiones de mecanizado en la iniciativa y la experiencia de sus trabajadores. Las máquinas conectadas a través del Internet de las Cosas (IoT), en cambio, pueden mejorar la valiosa experiencia de los trabajadores para ofrecer nuevas posibilidades de transparencia, planificación optimizada y producción racionalizada. Con esto en mente, hoy en día, hay una serie de servicios digitales que pueden ayudar a los fabricantes a implementar procesos de producción más sostenibles.

Un buen punto de partida en cualquier estrategia de sostenibilidad es llevar a cabo una auditoría del estado de la planta basada en información detallada. Este enfoque permite identificar las áreas poco eficientes que podrían limitar la productividad y la sostenibilidad del taller. Si una instalación experimenta, por ejemplo, un desgaste prematuro de las herramientas, unos acabados superficiales deficientes o mucho tiempo de inactividad, los datos recopilados a través de los sensores pueden ayudar a los operarios a aplicar mejoras informadas en su proceso de mecanizado de forma que ayuden a reducir los residuos y a aumentar la eficiencia energética.

El programa de mejora de la productividad (PIP) de CoroPlus® es una solución para estos puntos problemáticos. El PIP es un proceso estructurado probado que puede aplicarse a una única máquina, un proceso en serie o a toda una planta. Para empezar el proceso, los especialistas de Sandvik Coromant identifican posibles problemas de eficiencia y, para ello, Sandvik Coromant instala soluciones de control de la máquina que proporcionan información detallada en tiempo real. A esta información se puede acceder a distancia para obtener un análisis en profundidad de una célula de producción completa o de una herramienta de corte.

CoroPlus® PIP puede ayudar a los fabricantes a reducir costes e incrementar la eficiencia, pero también contribuye a mejorar la sostenibilidad de los procesos de fabricación. Al asegurarse de que las máquinas funcionan de la forma más eficiente posible y reducir el tiempo de mecanizado, el programa permite eliminar los desperdicios y reducir el consumo de energía. Y, lo más importante, los principales activos —las personas— mejorarán sus condiciones laborales al saber que los procesos de mecanizado se desarrollan de forma correcta, estable y predecible.

Unas pocas decisiones equivocadas pueden marcar la diferencia entre un mecanizado productivo y sostenible y un proceso poco rentable. Sin embargo, a medida que aumenta nuestra conciencia del impacto de la metalurgia en el medio ambiente, encontramos innovaciones que pueden mejorar significativamente la imagen de la industria. Esto incluye la búsqueda de formas más sostenibles no solo de producir, sino también de mecanizar el metal para la gente, el planeta y la economía.

Sandvik Coromant
Como parte del grupo de ingeniería industrial global Sandvik, Sandvik Coromant está a la vanguardia de las herramientas de fabricación, las soluciones de mecanizado y el conocimiento experto que impulsan los estándares y las innovaciones industriales necesarios para la industria del mecanizado actual y futura. La formación, una fuerte inversión en I+D y una sólida colaboración con nuestros clientes garantizan el desarrollo de tecnologías de mecanizado que cambian, lideran y dirigen el futuro de la fabricación. Sandvik Coromant cuenta con más de 1 700 patentes en todo el mundo, más de 7 700 empleados y representación en 150 países.

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