MMC Magazine

La industria aeroespacial mundial, donde EE. UU. y Europa mantienen su hegemonía, es un sector cada vez más importante para la fabricación. El Advanced Manufacturing Research Centre y Boeing ocupan la posición más vanguardista de esta industria, en la que forman un grupo de centros de excelencia mundial más ilustres  para la investigación de tecnologías de fabricación avanzadas orientadas hacia la industria aeroespacial. En esta primera publicación de la revista corporativa de Mitsubishi Materials, nuestro equipo de redacción visitó AMRC para entender cómo beneficia al sector aeroespacial la relación entre Mitsubishi Materials y el AMRC.

AMRC, cuya sede se encuentra en Rotherham, una ciudad cercana a Sheffield (Reino Unido), se fundó inicialmente en 2001 como una colaboración entre la Universidad de Sheffield y Boeing, que contaron también con el respaldo de la Agencia de Desarrollo Regional Yorkshire Forward y del Fondo Europeo de Desarrollo Regional. El grupo AMRC cuenta con experiencia especializada en procesos de mecanizado, fundición y soldadura, así como en la fabricación de aditivos,también en  materiales compuestos y su formación. En la actualidad, cuenta con más de 80 socios industriales, entre los que se incluyen Boeing, Rolls Royce, BAE Systems, Airbus y, por supuesto, Mitsubishi Materials. El centro actúa como mecanismo de apoyo para la industria aerospacial y sirve de guía a marcas tecnológicas como Mitsubishi, DMG Mori, Nikken, NCMT, Renishaw, Starrag, entre otras, durante el desarrollo de innovaciones que permitan a los fabricantes de equipos aerospaciales originales cumplir todos sus objetivos. Entre estos objetivos, lo más destacado,  son la fabricación de componentes y conjuntos más rápidos y eficaces,  sin que esto suponga un aumento del número de máquinas de la planta de producción.
Para interpretar correctamente esta filosofía, conviene destacar que, en el año 2032, las previsiones apuntan a una demanda por parte de la industria mundial de 29 000 nuevos aviones civiles de gran tamaño, 24 000 aviones de negocios y 5800 aeronaves regionales, cuyo valor superará los 5 trillones USD. Por este motivo, los centros de innovación como el AMRC están impulsando la innovación de la mano de los fabricantes con el fin de garantizar que la industria aeronáutica mundial será capaz de satisfacer dicha demanda. 
Durante nuestra visita a AMRC, tuvimos la oportunidad de charlar con Adrian Allen (Cofundador y director comercial del AMRC) , quien destacó los objetivos iniciales que se perseguían hace diez años con la creación de este centro tecnológico. Citando palabras de Adrian Allen: «Cuando el profesor Keith Ridgway , como  fundadador  de AMRC junto conmigo, una de nuestras principales ambiciones era la creación de una riqueza sostenible para todos los actores involucrados. Para nosotros, esta riqueza no se definía únicamente en términos monetarios, sino en términos de creación de trabajos altamente cualificados, valores y beneficios para nuestros socios. 
Si bien durante los primeros días establecimos una serie de objetivos tangibles que debíamos cumplir en un período determinado, tras la construcción de nuestro primer centro en 2004, conseguimos superar rápidamente estos objetivos iniciales y pudimos duplicar nuestro tamaño en cuestión de cuatro años. En 2014 abrimos nuestro centro de formación, el cual consiguió crecer en poco tiempo desde los 160 aprendices de la primera promoción, hasta el nivel actual de más de 400. Uno de nuestros objetivos iniciales era la creación de puestos de trabajo de ingeniería altamente cualificados y, gracias a este centro, estamos haciendo realidad nuestros sueños y formando a la siguiente generación de ingenieros del Reino Unido».
En la actualidad, AMRC cuenta con siete edificios y el proyecto de su última expansión se conoce con el nombre de «Factory 2050». Cuando se inaugure a finales de 2015, se convertirá en la primera fábrica digital totalmente reconfigurable del Reino Unido y contribuirá al aumento de la superficie útil total de AMRC hasta los 38 925 m2.

La planta de producción del AMRC se considera el banco de pruebas de la industria en materia de tecnologías de producción de vanguardia. Las máquinas-herramientas del AMRC proceden o bien de los fabricantes de máquinas-herramientas o de los fabricantes de equipos aeroespaciales originales. Los nuevos avances tecnológicos en el campo de los fluidos de corte, las herramientas de corte, los portapiezas, los portaherramientas, el software de fabricación asistida por ordenador y las estrategias de mecanizado, así como las nuevas composiciones de materiales, se someten a ensayos exhaustivos en estas máquinas.
Para garantizar el correcto aumento de escala desde el ámbito investigador hasta la producción real, el AMRC utiliza plataformas de maquinaria que se ajustan al estándar de la industria.
La principal ventaja para los fabricantes de equipos aeroespaciales originales es que las máquinas herramienta existentes se optimizan con la introducción de nuevas técnicas y estrategias sin que esto genere ninguna interrupción en la producción en curso. Para los proveedores de equipos, su tecnología se prueba rigurosamente siguiendo las condiciones dictadas por las principales marcas de la industria aeroespacial. Un ejemplo de ello son los exhaustivos ensayos de los que ha sido objeto la gama de fresas Coolstar de Mitsubishi. 
Fue en el año 2013 cuando Mitsubishi Materials se puso en contacto con el AMRC para establecer una posible alianza y, poco tiempo después, celebraron un acuerdo de colaboración de nivel 2. El cometido de Mitsubishi Materials es proporcionar a los ingenieros del AMRC sus últimas innovaciones en herramientas de corte y su asistencia técnica. A cambio, recibe los resultados completos y los comentarios correspondientes acerca de los ensayos de sus herramientas de corte. Las recomendaciones formuladas a partir de los ensayos del AMRC también forman parte del proceso.

AMRC ofrece una plataforma exclusiva que permite probar los últimos avances según las condiciones de prueba que establecen los fabricantes de equipos aerospaciales originales del ámbito internacional, por lo que los ingenieros jefe AMRC ofrecen resultados que abarcan el conjunto de fabricantes de equipos originales. Estas condiciones de prueba exclusivas tienen en cuenta la máquina-herramienta, el tipo de material y las estrategias de la trayectoria de la herramienta, aspectos que, a menudo, sobrepasan el alcance de las instalaciones de prueba internas de los fabricantes de herramientas de corte. 

Así, por ejemplo, la Starrag STC1250 de cinco ejes de AMRC representa el estándar de la industria para este tipo de mecanizado y cuenta con la capacidad dinámica necesaria para llevar al límite la fresa Coolstar.

AMRC se divide en una serie de divisiones de investigación internas, entre las que se incluyen el Grupo de Tecnología de Procesos —que se encarga de las estructuras, los trenes de aterrizaje, las cubiertas, los ejes, los discos y las palas— y el Centro de Materiales Compuestos. Tras su incorporación al AMRC, Mitsubishi comenzó a trabajar con el grupo de Estructuras en un proyecto relacionado con el cajeado de titanio. En calidad de ingeniero jefe vinculado al AMRC, Adrian Barnacle, director de Aplicaciones de Materiales Avanzados de Mitsubishi UK, afirma que: «AMRC suele centrarse en proyectos que sus socios fabricantes de equipos originales tienen en su punto de mira para el futuro. En lo relativo a las piezas estructurales aerodinámicas de titanio, tanto los fabricantes de equipos originales como la industria en general se han centrado en el uso de fresas escariadoras para servicios pesados con unos parámetros de anchura y profundidad de mecanizado totales a bajas velocidades de avance. Sin embargo, MMC ha descubierto que si un mecanizado con cortes más pequeños y a velocidades/avances significativamente superiores se combina con unas nuevas estrategias de trayectoria de la herramienta, los costes y el tiempo de los ciclos se pueden reducir considerablemente. En resumen, Mitsubishi Materials está cambiando la percepción de la industria».

Daniel Smith, ingeniero jefe de AMRC para el proyecto que se recoge en este reportaje, indica que: «Se ha demostrado que la herramienta de desarrollo de 25 mm tiene la capacidad de funcionar a velocidades superficiales elevadas, sin que esto repercuta significativamente en la vida útil de la herramienta, siempre que se controlen el acoplamiento radial y otros factores de generación de temperatura. Además, también se ha probado satisfactoriamente con velocidades de hasta 130 m/min para un desbaste con un valor de ae = 10 % del diámetro de la herramienta; por su parte, las velocidades de acabado de 160 m/min han demostrado un rendimiento de acabado superficial excelente y, potencialmente, podrían aumentarse para reducir todavía más el tiempo de los ciclos».

Mitsubishi considera que esta estrategia de mecanizado y la gama Coolstar pueden tener un impacto considerable en las aplicaciones de cajeado de titanio. 

Adrian Barnacle prosigue: «En términos de mecanizado de cajeado, la Coolstar de Mitsubishi supera con creces el rendimiento de otras herramientas cuando se utilizan con los mismos parámetros de mecanizado».
Adam Brown, director técnico de la plataforma de estructuras del AMRC, afirmó que: «La asistencia que Mitsubishi ha prestado al AMRC en el breve periodo transcurrido desde su incorporación ha resultado increiblemente útil para el desarrollo de herramientas orientadas a satisfacer las necesidades de las industrias a las que apoyamos. Agradecemos especialmente el compromiso del Departamento de I+D de Mitsubishi en la fabricación de herramientas de desarrollo a medida para su evaluación. Sin lugar a dudas, esto ha generado unos resultados muy satisfactorios tanto para los proyectos de investigación, como para los de aplicaciones».

Por su parte, Adrian Barnacle añadió que: «Si bien la industria aeroespacial ha sido, sobre todo, un referente para el mecanizado pesado de materiales difíciles de cortar, en la actualidad los clientes desean reducir los tiempos de mecanizado y el arranque de virutas a través de la obtención de componentes y estructuras que se acerquen lo máximo posible a la forma final. Si tenemos esto en cuenta, la estrategia de mecanizado rápido y ligero que plantea la Coolstar ya nos sitúa a la vanguardia de la industria».