Electromovilidad: prepárese para la transformación productiva con máquinas herramienta tradicionales

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Las máquinas herramienta tradicionales de arranque de viruta están muy lejos de ser desechadas en el sector automotriz. Sin embargo, las empresas deben comenzar sin demora su proceso de adaptación inteligente para la fabricación de trenes motrices eléctricos.

Algunos dicen que el concepto de movilidad para el transporte individual será, en un futuro relativamente próximo, una combinación de accionamientos eléctricos y motores de combustión interna cada vez más pequeños, mientras otros predicen que la electromovilidad asegurará puestos de trabajo o incluso creará otros nuevos. Lo que sí se puede asegurar es que las máquinas tradicionales de corte de metal —equipadas con tecnologías inteligentes— están muy lejos de ser desechadas.

El cambio a la electromovilidad significa una transformación radical de la tecnología de producción, advirtió el entonces presidente de la sociedad Fraunhofer, el profesor Hans-Jörg Bullinger, en 2010. La importancia de la electrificación para la creación de valor en la cadena de transmisión se analizó en el estudio de la VDMA (sociedad de fabricantes alemanes de maquinaria,
por su sigla en alemán) del año pasado sobre "Transformación de cadenas cinemáticas". El estudio fue realizado por la empresa FEV Consulting GmbH, con sede en Aachen, especializada en los sectores de la automoción y la aviación. Este estudio prevé que el creciente dinamismo de la electrificación de los vehículos y de la tecnología de tracción provocará cambios radicales en toda la industria alemana de la movilidad y de los vehículos, así como en partes importantes del sector de la ingeniería mecánica. Además, destaca que la comunidad investigadora y las redes intersectoriales desempeñarán un papel fundamental.

Los expertos de la FEV prevén que las ventas de motores de combustión interna (incluidas laspropulsiones híbridas) para automóviles en Europa, EE.UU. y China, los tres mercados examinados, disminuirán en un diez por ciento para 2030 en comparación con 2016. No obstante, los fabricantes de componentes, además de los fabricantes de maquinaria y de líneas de producción, seguirán realizando importantes inversiones. Debido a las mejoras en eficiencia en el motor de combustión interna y la transmisión se generarán aún mayores avances en la tecnología “tradicional” de producción implicada.

Al mismo tiempo, los autores del estudio prevén una cuota de mercado del 22 % de vehículos exclusivamente eléctricos en las tres regiones de consumo evaluadas. Los efectos de la electrificación en los procesos de producción individuales que dominan los motores convencionales son sustanciales. Por ejemplo, con un accionamiento eléctrico por batería, el valor añadido de las líneas de producción de automóviles tradicionales se reduce en una media del 64 % (excluyendo la producción de celdas de batería). En cambio, en el caso de los accionamientos híbridos (enchufables), el valor añadido aumenta en un 24 %; aquí, además de un motor de combustión interna, se instala un tren de potencia eléctrico.

“El proceso de transmutación de la movilidad significa mayores oportunidadespara la creación de valor añadido”

dice Carl Martin Welcker, presidente de la VDMA.

Lo que es crucial aquí es el resultado final. El estudio muestra que la combinación de los accionamientos híbridos, un mayor nivel de complejidad en el motor de combustión interna y el aumento de las ventas de vehículos (especialmente en China) tendrán un efecto beneficioso global sobre la cantidad de valor añadido en la producción.

En opinión del presidente de la VDMA, Carl Martin Welcker, "el proceso de transmutación de la movilidad significa mayores oportunidades para la creación de valor añadido en el sector de la ingeniería mecánica. Para nosotros, la transformación de los trenes de potencia puede ser una fuente de crecimiento". Todavía hay tiempo para que las empresas, dice Welcker, dominen la transformación con éxito, a fin de modificar adecuadamente los modelos de negocio y adapten las tecnologías de producción. Al mismo tiempo, el estudio muestra claramente que "la hibridación y la electrificación tendrán una gran aceptación en el mercado".

El sector de la ingeniería mecánica se beneficia de la electromovilidad

Según el presidente de la VDMA es compartida en su totalidad por Marc Kirchhoff, director de gestión de la industria automotriz de Trumpf GmbH + Co. KG, en Ditzingen, Alemania: "Los fabricantes de maquinaria e instalaciones en Alemania pueden beneficiarse de la electromovilidad". Para el director, la movilidad del futuro supondrá para Trumpf, como mínimo, puestos de trabajo seguros en I+D, producción e ingeniería de aplicaciones y, en algunos casos, la creación de nuevos puestos de trabajo, "ya que los láseres son indispensables para la producción competitiva de automóviles eléctricos. Desde ya estamos viendo un aumento de la demanda de tecnologías de producción relacionadas a la electromovilidad".

Para el 2024 se prevé, según el estudio, que los vehículos de combustión interna y los vehículos eléctricos gozarán del mismo atractivo en el mercado. Debido a esto, el presidente de la VDMA considera que el proceso de transformación debería ser abordado por las empresas afectadas sin más demora. Eso, dice Marc Kirchhoff: "es precisamente lo que estamos haciendo incluso en diferentes niveles. Con nuestro conocimiento del sector y de las aplicaciones involucradas, por ejemplo, ya estamos apoyando al sector en la comprensión y el desarrollo de nuevas tecnologías y en la creación de líneas de producción completas para la fabricación en serie. Muchos proveedores de componentes y especialistas en automoción nos piden que les ayudemos a cambiar sus operaciones de producción para la electromovilidad, ya que estamos familiarizados con los requisitos a los que se enfrenta actualmente la industria eléctrica".

Muchos de los productos existentes de nuestra empresa pueden "utilizarse tal cual para la fabricación de componentes eléctricos". Por ejemplo, se han vendido más de 500 láseres en todo el mundo para su uso sólo en la producción de baterías, y el número está aumentando considerablemente. "En Trumpf, uno de cada diez euros de las ventas de automóviles ya se debea la fabricación de baterías", informó Marc Kirchhoff. Kirchhoff explica así los efectos de la electrificación en los procesos de producción individuales de la empresa: "En nuestra cartera de pedidos, estamos viendo un aumento significativo de las lentes con capacidad de enfoque junto con láseres de alto rendimiento para líneas ultra-productivas en el campo de la  lectromovilidad". Esto se complementa con un número cada vez mayor de consultas sobre láseres verdes utilizados para soldar cobre y sobre soluciones para el corte de plásticos reforzados con fibra de carbono. 

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Manfred Maier, gerente general y director operativo del grupo Heller en Nürtingen: “El concepto de movilidad individual del futuro próximo será una combinación de motores de combustión interna cada vez más pequeños y accionamientos eléctricos”.

Así pues, puede concluirse que muchas empresas de la industria del automóvil y sus proveedores de componentes, e incluso algunos nuevos actores del mercado, han reconocido las señales del mercado y están preparando sus líneas de producción para la fabricación en serie de autos eléctricos. Y debido a que estas solicitudes están aumentando de forma tan significativa, "ofrecemos láseres y sistemas de láser específicamente para los requisitos de la electromovilidad".

La proporción de trabajo de arranque de viruta se mantendrá estable a mediano plazo. "El concepto de movilidad individual del futuro próximo será una combinación de motores de combustión interna cada vez más pequeños y accionamientos eléctricos", cree Manfred Maier, gerente general y director operativo del grupo Heller en Nürtingen. Existen numerosos indicios de que el objetivo políticamente postulado de los vehículos totalmente electrificados no puede alcanzarse de la noche a la mañana; esto implica un proceso prolongado con numerosos pasos intermedios: "Probablemente se necesitarán años, quizás décadas, para poner en marcha una infraestructura adecuada".

En la actualidad, todos los estudios pertinentes coinciden en predecir que las flotas de vehículos de pasajeros en todo el mundo aumentará en otros 30 millones de unidades en los próximos diez años. Se prevé que los vehículos puramente eléctricos representen apenas más del diez por ciento de esta cifra. En los próximos diez, veinte o más años, dice Manfred Maier, "los motores de combustión interna seguirán siendo, por tanto, el concepto primordial de conducción. Para nosotros, esto significa que, a mediano plazo, la proporción de trabajo de arranque de viruta tenderá a aumentar y, con el paso del tiempo, no disminuirá significativamente, si es que lo hace".

En respuesta a la llamada del Presidente de la VDMA para abordar con prontitud el proceso de transformación de las empresas, el director de operaciones de Heller, Manfred Maier, tiene una opinión diferenciada: "En primer lugar, debemos darnos cuenta de lo que realmente está en juego. La atención se centra sobre todo en las emisiones globales de CO2 . Esto implica mucho más que las preguntas sobre el concepto de conducción de un automóvil o cómo se puede mejorar la calidad del aire de una ciudad".

“A mediano plazo, la proporción de trabajo de arranque de viruta tenderá a aumentar y, con el paso del tiempo, no disminuirá significativamente”. La gama de productos de Heller comprende principalmente centros de mecanizado de cuatro y cinco ejes, así como centros de fresado y torneado para procesos automotrices como el corte de bloques, cabezales, cigüeñales y carcasas de transmisión. Además de suplir las múltiples necesidades del sector de la ingeniería mecánica general, la industria aeroespacial, la ingeniería energética, entre otros.

Además, Heller también se ha adaptado a la nueva situación en cuanto a su estructura corporativa. El departamento de desarrollo de nuevos negocios y tecnologías aborda cuestiones que no se convertirán inmediata y directamente en importantes fuentes de ingresos, pero que pueden ser importantes en un futuro más lejano. Allí, los especialistas abordan las posibilidades de la manufactura aditiva y nuevos materiales como los CFC (compuestos reforzados con fibras de carbono, por su sigla en inglés).

La tecnología CBC (Cylinder-Bore-Coating) implementada exclusivamente en los módulos de mecanizado de Heller, explica Manfred Maier, "es un excelente ejemplo de tecnología innovadora que complementa la amplia gama de máquinas existentes. Y contribuye significativamente a la reducción de las emisiones de CO2". En 2016, la tecnología CBC fue incluso nominada para el premio German Future. El proceso de revestimiento de agujeros de cilindros CBC se basa en la tecnología LDS (deposición de hilo por descarga eléctrica, según su sigla en alemán) de dos hilos utilizada por Daimler y BMW y es"hasta ahora el único que puede utilizarse de forma fiable para un volumen de producción relativamente alto". Sólo en Daimler, en Untertürkheim, Alemania, se fabricarán anualmente alrededor de un millón de motores de cuatro y seis cilindros. Desde finales de 2018, un total de 65 líneas de recubrimiento para más de ocho millones de motores han estado funcionando en todo el mundo.

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