Metrología: producción a la medida

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Según reza una máxima de la ingeniería, es necesario medir para controlar y controlar para mejorar. La metrología es un campo indispensable para la manufactura y la tecnología en torno a ella ha permitido asegurar los procesos de repetibilidad y de alta precisión requeridos en la industria metalmecánica actual. Tal como la autora de este artículo nos muestra, los avances en distintos frentes, las herramientas y sistemas de medición permiten acelerar la producción y mejorar la toma de decisiones.

Hace menos de un mes, la firma de investigación Credence Research presentó un revelador informe sobre el mercado de servicios de metrología, en el cual indica que este crecerá anualmente 7,9% desde 2016 hasta 2023, año en el que se registrarán ganancias cercanas a los USD 990 millones (mdd).

Sin duda, una de las conclusiones más alentadoras del estudio está relacionada con la creciente tendencia hacia la consolidación de procesos más precisos de automatización y de ingeniería. A este factor, se suma el hecho de que el mercado se torna cada vez más competitivo a través de alianzas corporativas estratégicas y fusiones que han permitido ampliar la oferta de productos y, a la par, desarrollar nuevas soluciones de metrología para las diferentes necesidades de los fabricantes industriales.

No obstante, lo realmente alentador del estudio, titulado Mercado global de servicios de metrología, análisis del crecimiento, oportunidades y competitividad, 2016-2023, es que la industria manufacturera está experimentando un proceso de reactivación tras la desaceleración en la que venía por diferentes crisis económicas a lo largo del globo y –más alentador aún– que dicha reactivación viene de la mano con una demanda creciente de tecnología de metrología para procesos productivos.

Más allá de las tendencias de crecimiento y la expectativa que pueda generar este estudio, vale la pena preguntarse: ¿están preparados los proveedores de estos servicios para enfrentar los retos que vienen con la reactivación de la manufactura y la demanda en metrología industrial? La respuesta es sí.

Así lo indican proveedores líderes del mercado, los cuales afirman que han logrado desarrollar sistemas de medición integrales que se adecúan a las necesidades de los fabricantes y se ajustan a diferentes presupuestos sin perder de vista el eje fundamental de la metrología: la precisión.

Previsión y toma de decisiones

La evolución de las tecnologías para metrología demuestra una clara tendencia hacia la previsión de problemas y la toma de decisiones frente al uso de determinados materiales y condiciones específicas de fabricación, entre otros factores.

A manera de ver del ingeniero Carlos González, gerente de la división Equator de Renishaw México, las diferentes innovaciones en el campo de la metrología dimensional han permitido consolidar procesos de inspección en proceso que simplifican la medición de piezas y agilizan la producción de piezas. Según explica, la compañía ha enfilado grandes esfuerzos en la optimización de sus sistemas Ballbar, los cuales ahora emplean tecnología de calibración por láser para determinar si una máquina está en condiciones óptimas y preparada para funcionar de manera correcta antes de iniciar un proceso de corte de metal.

Además, Renishaw también se ha concentrado en desarrollar palpadores de contacto diseñados para ser incorporados al magazine de herramientas de un centro de mecanizado CNC que sirven para medir las características de una pieza al tiempo que se elabora. “Prácticamente, cuando se fabrica el producto se le está evaluando; lo cual evita el envío de piezas a un laboratorio y garantiza resultados inmediatos para la rápida toma de decisiones”, sostiene González.

Para el ingeniero Arturo Zavala, gerente nacional de ventas de Zeiss IMT en México, permitir la toma de decisiones es la principal ventaja que ofrece la tecnología para metrología de la compañía. “Recientemente adquirimos una empresa alemana dedicada al desarrollo de escáneres láser como el T-Scan y Comet, los cuales se enfocan en la digitalización y el escaneo 3D de las piezas. Estos funcionan a través de sistemas ópticos de luz azul que proporcionan grandes cantidades de información muy útil en un proceso productivo. Sin duda, cuando tenemos más y mejor información, podemos tomar mejores decisiones y fabricar mejores productos”.

Según manifiesta Zavala, Zeiss ha optado también por innovar en el desarrollo de sistemas de visión sin contacto como Metrotom, un equipo de tomografía computarizada ideal para calibrar la precisión de diferentes partes en la industria automotriz. Sin contacto alguno, este sistema analiza rápidamente la pieza en su interior y exterior sin pasar por un desensamble y pone en contexto al fabricante para determinar qué curso debe seguir en el proceso.

Por su parte, uno de los más recientes desarrollos de Mitutoyo es el sistema electrónico de medición de alta precisión, Mu-Checker serie 519, el cual se ajusta a un amplio rango de aplicaciones, desde inspección hasta integración de la línea de producción. Constituido por un grupo de sondas y pantallas, este es capaz de trabajar con piezas blandas sin deformarlas significativamente; además, sus sondas tienen una fuerza de medición estándar de 0,2N o mínima de 0,02N.

Adicionalmente, la empresa japonesa agregó a su portafolio el sistema Quick Vision Active, el cual se ajusta a necesidades de medición con contacto y sin contacto en variadas aplicaciones. Ofrece un campo de visión amplio y tiene lentes intercambiables que permiten medir piezas pequeñas. Según indica la compañía, su característica más importante es que más allá de asegurar la precisión, posibilita una repetibilidad de los resultados de la medición, lo cual optimiza y agiliza el proceso productivo.

Nikon, uno de los proveedores calificado por Credence Research como “actor emergente prometedor en el mercado mundial de servicios de metrología”, se ha enfocado igualmente en el desarrollo de soluciones que permitan conocer el estado de las piezas de manera inmediata. Con sus nuevos radares láser MV331 y MV351, la compañía hace una apuesta por la inmediatez en los diagnósticos y la inspección robotizada en el taller. Gracias a su capacidad para capturar hasta 2000 puntos por segundo, digitalizar características complejas y analizar cortes; este sistema es ideal para realizar procedimientos repetitivos y tareas de inspección complejas en diferentes aplicaciones de las industrias automotriz, aeroespacial y energética.

Con el mismo propósito de lograr diagnósticos precisos e inmediatos, Nikon lanzó este año su sistema de medición sin contacto de alta velocidad, HN-C3030 3D, el cual está compuesto por un escáner láser que permite comparar la pieza con el archivo de diseño CAD original para que el fabricante pueda tener un conocimiento más amplio de su producto y resuelva de forma rápida problemas que le impedirían lograr una rápida salida al mercado.

América Latina

No es un secreto que para los fabricantes propiamente latinoamericanos la inspección y control de sus piezas no son necesariamente una prioridad. Es común que esta sea el área a la que se le destina menos presupuesto y que las preocupaciones se enfoquen inicialmente en la producción y las ventas y, posteriormente, en analizar si las piezas quedaron bien hechas. Si bien podría pensarse que esta actitud es una representación cultural propia de la industria latinoamericana, lo cierto es que existen muchos prejuicios en torno a la metrología relacionados principalmente con el alto costo de la tecnología y la experticia requerida para su operación.

Según relata Carlos González de Renishaw, para los fabricantes latinoamericanos la metrología es casi desconocida; no obstante, la compañía ha sabido atraer nuevos usuarios mediante la presentación de sus soluciones en funcionamiento. “Nosotros estamos rompiendo paradigmas. Cuando nuestros clientes ven las tecnologías en operación se convencen de que las necesitan. Ofrecemos optimizar sus propios equipos sin necesidad de hacer grandes inversiones o adquirir nuevas máquinas. Además tenemos casos en los que los tiempos de ciclo se pueden reducir hasta 70%”.

Para González, una adecuada asesoría es la clave para lograr que los pequeños y medianos fabricantes latinoamericanos adopten tecnologías de metrología industrial. “A partir del primer contacto que tienen los vendedores con los clientes potenciales, tenemos una actitud de escucha para identificar problemas y necesidades. Nos enfocamos en conocer cómo el cliente ejecuta sus procesos, los tiempos, materiales y métodos. Posteriormente, hacemos una propuesta que evidencie las maneras en que se pueden optimizar dichos procesos. Nuestro acompañamiento va desde la entrega e instalación, hasta el soporte y capacitación”.

Al igual que el representante de Renishaw, Arturo Zavala –de Zeiss– sostiene que la metrología es una ciencia que carece de reconocimiento: “las personas o usuarios finales dan por hecho que las cosas deben estar bien hechas, pero no se detienen a pensar que para que un artículo funcione bien, las piezas deben controlarse a un nivel micrométrico”. Igualmente sucede con los fabricantes, quienes tienden a concentrarse en otras partes del proceso más allá de la metrología. Según el ingeniero, esto se debe principalmente a dos factores: el primero está relacionado con que no existe una cultura de metrología y que en la región latinoamericana no existen los mecanismos ni la accesibilidad para formar especialistas en la materia; y el segundo tiene que ver con la idea generalizada de que controlar la calidad a un nivel alto es sumamente costoso.

No obstante lo anterior, Zavala destaca que en América Latina hay una amplia aceptación de la tecnología de Zeiss, específicamente por parte de compañías pequeñas y medianas, las cuales han conocido de cerca soluciones que les permiten controlar la calidad de forma automática con un estándar de alta precisión a precios razonables.

A esto se suma que diferentes países de la región cuentan con laboratorios especializados y entes encargados de investigar, regular, capacitar, brindar asistencia técnica y fomentar la transparencia en el sector. Por ejemplo, en Colombia se encuentra el Centro de Control de Calidad y Metrología; en Perú está el Instituto Nacional de Metrología; Chile cuenta con la Red Nacional de Metrología; Argentina dispone del Instituto Nacional de Tecnología Industrial; y México tiene a su servicio el Centro Nacional de Metrología.

Calidad de talla internacional

Si se piensa en Latinoamérica como un epicentro mundial para la manufactura; y especialmente en México como un escenario ideal de producción para las industrias automotriz y aeroespacial, es imposible perder de vista a la metrología, pues ninguna de estas industrias –además de la de dispositivos médicos o electrónicos– puede prescindir de un estricto control de precisión.

Para el ingeniero Zavala, el hecho de que México y Brasil se hayan convertido en las ‘fábricas’ predilectas de las casas automotrices más importantes del mundo, significa que la calidad de lo que allí se produce debe cumplir y sobrepasar los estándares universales, “para llegar a dichos estándares, la metrología es vital, pues nos permite controlar dimensionalmente la calidad de todas las piezas fabricadas”.

En línea con el objetivo de fortalecer las capacidades de la región en metrología, Zeiss –junto con el Instituto Nacional de Metrología de Alemania (PTB, por su sigla en alemán)– ha liderado un programa piloto de certificación en México, mediante el cual capacita en los principios mínimos, básicos, medios y avanzados para formar personal experto en la región, capaz de medir y tomar decisiones como lo haría un metrólogo alemán.

“Las ganancias de la inversión extranjera retornan a su país de procedencia, por eso, Latinoamérica está en la obligación de ponerse al nivel mundial para así generar crecimiento en sus propias economías”, concluyó el experto.

Si bien las tecnologías están dadas, y las compañías líderes del mercado están prestas para aportar dichas soluciones en aplicaciones industriales variadas y con precios asequibles; el reto para los fabricantes de América Latina es comprender la importancia que reviste incorporar la metrología a sus procesos productivos sin dejar de lado, como lo diría Carlos González, que “cualquier pieza que deba ensamblarse con otra para cumplir adecuadamente una función y, en general, absolutamente todo aquello que sea medible y requiera adecuarse a estándares de precisión, es un candidato para emplear metrología industrial”.