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

La marcha incesante 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 cesan. Foto cortesía de BLM GROUP USA, Novi, Mich.

Forme, haga muescas, perfore, perfore, taladre, golpee, bisele, esmerile, suelde: independientemente de lo que haga en un tubo o tubería para prepararlo para enviarlo a su cliente, es probable que la primera operación sea un proceso de corte. Aunque durante décadas han estado disponibles 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 unos pocos años. A medida que los materiales de 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 de 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 cumplir con aplicaciones de corte cada vez más desafiantes.

El ritmo implacable de la tecnología trae productos mejorados o completamente nuevos al mercado y, en muchos casos, esos productos están hechos de materiales mejorados. En la industria metalúrgica, un impulsor clave en el desarrollo de aleaciones es el sector automotriz, que se esfuerza por alcanzar objetivos de emisiones cada vez más bajos 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 usan una variedad de materiales, como aluminio y magnesio, una gran parte de cada automóvil todavía está hecho de acero. Otro impulsor es la industria del petróleo, que se basa en la química del acero que puede soportar las severas condiciones del entorno marino a medida que la perforación es más profunda que nunca.

Avances de 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 3500 grados.

Las aleaciones de acero avanzadas de alta resistencia, los materiales de alta/baja aleación, los aceros de dos fases y los aceros de plasticidad inducida por transformación han contribuido a un cambio menor en la ciencia de los materiales. Los últimos materiales tienen mejoras de resistencia sustanciales sobre el acero dulce común, como SAE 1010, que tiene una resistencia a la tracción máxima 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.

Las demandas de una hoja de sierra en ese momento eran sustanciales, pero mucho ha cambiado en unos pocos años. 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. "En estos días, el mercado tiene una mayor necesidad de cuchillas hechas para aplicaciones específicas". Por ejemplo, las hojas de metal cerámico (cermet) cumplieron con los requisitos de aproximadamente el 80 por ciento de las aplicaciones de material en barra hace solo cinco años, mientras que en la actualidad, aproximadamente el 80 por ciento de las aplicaciones requieren carburo revestido, dijo.

"Las hojas de carburo recubiertas tienen una punta más fuerte y una 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 de acero y cambiar el espacio para lidiar con la mayor velocidad de la hoja.

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

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 saque una astilla. Algunas aplicaciones, como el aserrado de grados dúplex y de níquel, requieren una geometría positiva en la que el corte es principalmente una acción de cizallamiento. Comprender esta diferencia y una miríada de otros factores es la clave en la selección de cuchillas. El personal de Kinkelder descubrió que cambiar la hoja puede tener un impacto significativo en la vida útil de la hoja.

"Uno de nuestros clientes estaba cortando acero inoxidable 17-4 y obtenía alrededor de 7400 cortes por hoja", dijo Johns. "Hicimos una recomendación para cambiar a una geometría diferente para abordar una tolerancia de rebabas muy estrecha, y ese cliente ahora obtiene una vida útil cinco veces mayor, con alrededor de 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 de la cantidad real de mejora, la compañía de Johns se ve a sí misma primero como consultora de corte y después como fabricante de cuchillas. Eso suena contradictorio: los ingresos de la empresa se basan en vender más hojas, no menos hojas. 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 implementa sus conocimientos de aserrado en beneficio de sus clientes.

La compañía también realiza algunas investigaciones en conjunto con un fabricante de sierras, Rattunde Corp. Las dos compañías han cooperado para mejorar las capacidades de los sistemas de corte, como la cuadratura del corte. Una ventaja de Kinkelder es el uso de una sierra Rattunde que sigue la rotación de la cuchilla. El sistema de Rattunde rastrea la ubicación de cada diente tan de cerca que, al hacer una multitud de cortes para probar la durabilidad de una hoja, asegura 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 del corte siempre ha sido una demanda, 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. "En estos días, 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 usando más robótica y los soldadores robóticos no son expertos en lidiar con la inconsistencia”, dijo. "Si una brecha es demasiado amplia o varía, el robot no tiene la capacidad para manejarla. Simplemente hace lo mismo una y otra vez de acuerdo a cómo está programado".

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

"Muchos fabricantes aún confían en el trabajo manual para apilar los tubos a medida que salen de una máquina cortadora", explicó. "Si tienes a tres hombres haciendo eso y uno se reporta enfermo, acabas de perder un tercio de tu mano de obra en esa área". La automatización de varios pasos que a menudo se llevan a cabo después del corte, por ejemplo, la medición, el grabado y el empaque, saca a un fabricante de ese problema, no solo hoy, sino todos los días.

Ahorrar espacio siempre es una preocupación, y Rattunde respondió a esas preocupaciones cuando introdujo una máquina de tamaño reducido en el mercado 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 usaban esa máquina para fabricar una pieza de 2 pulgadas. Nuestra última es una máquina de 1 m, que es mucho más práctica para piezas pequeñas, logra tiempos de ciclo mucho más rápidos y ocupa menos espacio que nuestra máquina de 2 m". máquina."

Avances en fontanería. La soldadura ha sido durante mucho tiempo un proceso de unión central en la industria de la plomería, pero ha dado paso al engaste. El prensado no requiere adhesivos, soldaduras ni calor. Hacer una junta engarzada puede costar más que hacer una junta soldada (una conexión engarzada 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 advertencia principal es que el prensado requiere extremos de tubería 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 chip", dijo Joseph Kemple, presidente de Heiko Machine, representante de Reika en EE. UU. Para aplicaciones de paredes gruesas, una línea de proceso utiliza la sierra circular patentada de la empresa. La hoja de la sierra circular tiene forma circular, pero a diferencia de la mayoría de las hojas de sierra circular, se conduce a lo largo de su DE y los dientes están en el DI. Los dientes son insertos de carburo listos para usar que tienen cuatro caras de corte y están montados en asientos mecanizados con tornillos de fijación. Cuando una superficie se desafila, 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 rotar, la hoja se mueve excéntricamente. Esto permite que la hoja se acerque a la pieza de trabajo gradualmente a medida que oscila alrededor de la pieza de trabajo. La combinación de la forma del diente de corte y el movimiento de la hoja está diseñada para no dejar rebabas en el DE y una rebaba insignificante en el DI.

"No deja largas cadenas de residuos, pocas rebabas y virutas muy pequeñas", dijo Kemple. "Estas pequeñas virutas caen de la máquina sin causar daño, no interfieren con la operación y son muy fáciles de manejar", agregó.

Las cizallas, favorecidas por su velocidad y corte sin astillas, han sido preferidas durante mucho tiempo para aplicaciones de alto volumen/baja mezcla, pero en la actualidad también son adecuadas para muchas aplicaciones de bajo volumen/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 varias sierras con fuerza durante todo el día podría ahorrar bastante espacio en el piso y material al cambiar a una sola máquina de corte.

"Una cizalla de alta velocidad puede lograr un rendimiento similar 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 un pequeño cantidad de material en cada corte.

Como cualquier otra decisión, elegir una máquina de corte óptima es cuestión de sopesar un puñado de factores, uno de los cuales es el volumen de la pieza. Para un taller de fabricación de tubos que necesita hacer menos de 50 000 cortes rectos al año, es más probable que una sierra cumpla con los objetivos de producción y retorno de la inversión que una cizalla. Si el volumen llega a ser mucho más de 50.000, una cizalla se vuelve cada vez más atractiva.

“Si un fabricante necesita hacer de 60 000 a 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 cizallas: la cizalla con soporte, que utiliza un mandril para evitar la deformación cuando la hoja de cizalla corta y parte el tubo, y la cizalla doble, que utiliza un cortador lateral para penetrar el tubo. pared del tubo y una cizalla para hacer el corte. El corte inicial compromete la integridad de la pared del tubo, por lo que la acción de corte puede llevarse a cabo sin que se formen hoyuelos en el tubo.

Corte de piezas largas y cortas. Las máquinas de la compañía 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 empresa se utilizan con frecuencia para cortar longitudes de 0,5 pulgadas a 10 pies de largo. Pueden lograr una precisión de longitud de ±0,002 pulg.

Una máquina de Haven en uso está cortando tubos de pared delgada en longitudes de solo 3/8 de pulgada para hacer abrazaderas de manguera. La máquina realiza 7.000 cortes por hora sin distorsión 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 hacer un corte sin pérdidas y, aunque el tiempo del ciclo sería corto, hacer miles de cortes rectos por hora no aprovecha el mayor beneficio de la máquina láser: su versatilidad.

Dedicado a la Manufactura Esbelta. Una cizalla también es una buena candidata para aplicaciones de bajo volumen/alta mezcla porque la forma en que se usa 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 ayudaron 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 ajustada y ayudan con objetivos de flujo de una pieza.

"Hace años, estas eran máquinas dedicadas, configuradas para hacer una sola pieza muy rápidamente durante horas y horas. Esos eran los días de los cambios manuales", dijo Thiry. Hoy, uno de sus clientes utiliza un sistema de cizalla doble para fabricar casetas para perros. Los componentes tubulares de las casetas comprenden cinco piezas cortadas en tres longitudes. El hardware y el software modernos permiten al fabricante cortar las distintas longitudes en el orden en que se necesitan. La operación de corte de tubos produce un kit de cinco piezas que está listo para la siguiente operación. Es rápido, preciso y delgado.

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

Los láseres que manejan tuberías 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 exterior aproximadamente. Las máquinas de gran formato incluyen la LT24 de BLM GROUP, que corta diámetros de hasta 24 pulgadas; la serie M4 de Bystronic, que comprende 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 pulg. de diámetro.

Otras máquinas están hechas para cortar tramos cortos de tubo, como conjuntos tubulares doblados, componentes tubulares hidroformados y otras formas 3D. Dos de estas máquinas son la VCL-T100 de Mazak, la LT-Free de BLM GROUP y la serie TruLaser Cell de TRUMPF.

Alojamientos para Metro. En los primeros días del material laminado cortado con láser, los productos laminados a menudo no eran lo suficientemente planos para optimizar el proceso. Cuando el soplete se movía sobre la superficie de una lámina 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 para la planitud de la hoja mejoró para adaptarse al corte por láser.

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

"Las normas de la industria para tubos son menos estrictas en cuanto a desviaciones dimensionales que para 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 que no son redondos a menudo muestran cierto grado de torsión. Para un corte preciso y para evitar colisiones entre el cabezal del láser y la pieza de trabajo, la máquina debe determinar la forma y la posición reales del tubo en relación con el cabezal de corte y luego compararlo con la forma esperada para compensar las variaciones dimensionales. Las máquinas LVD Strippit utilizan un sistema de medición láser integrado para medir el arco y comparan las posiciones del mandril con las posiciones de reposo constante para determinar la torsión. Para optimizar la orientación del tubo en relación con la costura de soldadura, las máquinas láser de la empresa utilizan un sistema óptico basado en las entradas 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 usa el cargador de paquetes para una producción, puede interrumpir ese trabajo y cargar algunos tubos uno por uno para completar un trabajo urgente y luego reanudar el primer trabajo.

Asimismo, Bystronic ideó una estrategia de carga y descarga que acelera el procesamiento. Sus máquinas usan cuatro mandriles, pero el procesamiento de un tubo no requiere los cuatro mandriles todo el tiempo.

"Mientras que el cabezal láser procesa las últimas funciones en un tubo, utilizando los dos primeros mandriles, se carga un segundo tubo en la máquina utilizando los dos mandriles finales", dijo Brendon DiVincenzo, gerente de productos 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 mismo tiempo que ejerce menos presión sobre 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 en la pieza de trabajo para proteger la identificación de las salpicaduras generadas por el proceso de corte.

Grandes Diámetros, Paredes Pesadas. Mazak Optonics Inc. estima que se proyecta que el uso de acero estructural crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta del 5,3 % durante el período de cinco años, de 2018 a 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 la tubería de acero cortada con láser para tales aplicaciones son la reciclabilidad y la velocidad de construcción. Alrededor del 90% de los metales se reciclan y el corte láser preciso facilita la unión rápida.

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

Para tales aplicaciones, las máquinas de Mazak proporcionan seis ejes de control y cuatro mandriles autocentrantes para lidiar con las inconsistencias dimensionales del tubo y el perfil, como la sección estructural hueca, la viga en I, la viga en H y el ángulo. La tecnología de 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, según Mazak.

Para adaptarse a diversas geometrías de piezas de trabajo, las máquinas de TRUMPF utilizan un mandril de boquilla autocentrante para evitar daños en los tubos. El sistema de sujeción se combina con un sensor que proporciona un control continuo para realizar los cambios necesarios en la trayectoria del cabezal del 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, lugares de difícil acceso y cortes de preparación de soldadura en tubos de paredes gruesas. Utiliza tres funciones de la serie Active de la empresa: Active Tilt para el procesamiento rápido de funciones pequeñas; Active Weld, diseñado para optimizar el desprendimiento de chatarra con grandes cordones de soldadura; y Active Focus, que maneja los cambios de material y grosor.

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

¿CO2 o estado sólido? En el campo del láser, el láser de CO2 está dando paso a las tecnologías de estado sólido. En su mayor parte, esto significa láseres de fibra, pero TRUMPF tiene su propio TruDisk y Mazak tiene un láser de diodo directo. Conocidos por la entrega simplificada del haz y los 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 desapareciendo.

"Las demandas del mercado de láseres de fibra están creciendo, pero los láseres de CO2 todavía tienen un lugar en la fabricación, pero no el dominante que tenían en el pasado", dijo DiVincenzo. No es solo una cuestión de reemplazar 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 cuando se cortan piezas de trabajo muy grandes.

"La logística del manejo de materiales es mejor para los láseres de CO2", dijo.

La fabricación siempre se ha beneficiado de los datos, ya sea midiendo el tiempo de actividad de una máquina, cronometrando el tiempo de 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 por 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 de un lugar a otro. para colocar, y el software que lo organiza todo, permite a los fabricantes configurar sistemas que no se conocían hace apenas unos años.

Recopilar datos de puntos clave en un proceso de fabricación, digitalizarlos y convertirlos en un flujo de información útil, actualizada 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 materias primas agotados para activar 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 en toda la cadena de valor: un fabricante puede embarcarse voluntariamente en un viaje para implementar la tecnología Industry 4.0 para su propio beneficio, o ese fabricante puede seguir este camino para satisfacer las necesidades de sus clientes.

Esta tendencia se está desarrollando en la industria de la construcción. En estos días, los arquitectos hacen más que hacer 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 ductos cortados a la longitud adecuada, o incluso fabricados en ensamblajes, para que cada componente llegue listo para la instalación. Hacen mucho más trabajo en sus talleres y mucho menos en el sitio 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, el siguiente pedido de producción, y así sucesivamente", 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 completamente automatizada que pudiera cortar docenas de componentes de tubería únicos (partes rectas y conexiones de derivación), imprimir y aplicar una etiqueta (o dos etiquetas, una en cada extremo, para partes largas) y clasificarlas con una mesa de desvío. .

Inicialmente, el personal de T-Drill estaba desconcertado. ¿Por qué un taller de plomería necesitaría una máquina que sonara como si fuera adecuada para un fabricante? Más tarde, cuando el personal entendió el alcance completo de BIM, comprendió 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 extenso sea el proyecto.

El hardware también se está modernizando constantemente. Colocar la tubería en la máquina, posicionarla para cortar, realizar el corte, avanzar y retraer las herramientas de colocación de collares: estas acciones son precisas, totalmente controlables y no demasiado costosas cuando los actuadores son servomotores, dijo Stokes.

"Hemos tenido 27 servos en una máquina", dijo. "A principios de la década de 1990, el costo de un servo era de aproximadamente $ 5000 por eje. En estos días es de $ 1500 a $ 2000 por eje". Los dos atributos principales del servo, velocidad y precisión, se unen en la salida. "Podemos hacer 3.000 piezas, con precisión, en una hora", dijo.

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, se necesita BIM para licitar 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 cuenten con conectividad digital es cada vez más crítico.

"No es solo para la construcción", agregó Stokes. "También se usa 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 planta de fabricación totalmente interconectada en Hoffman Estates, Ill., para exhibir estas tecnologías. Aunque no es una operación orientada a tubos, al menos no todavía, ilustra la capacidad de digitalizar todo lo que es crítico para un proceso de fabricación.

Cuando lo solicita una orden de trabajo, un vehículo guiado automáticamente recupera el material laminado necesario y lo organiza, iniciando un proceso en el que el material va de una máquina a otra para cortarlo, perforarlo y doblarlo. En su mayor parte, la atención de 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 solo un escaparate. La empresa fabrica piezas de buena fe y procesa toneladas de acero todos los días. No es una cuestión de "quizás" o "posiblemente" o "quizás" Industria 4.0 se puede utilizar en la fabricación de metales. Este sistema ha estado funcionando desde el 12 de septiembre de 2017.