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Equipo 9
Campos López Elizabeth
Espinoza Torres Rolando
MANUFACTURA
Transferencia de tecnología para el desarrollo de moldes,
troqueles y herramientas
Contexto del desarrollo de herramientas en México
El ciclo del desarrollo de nuevos productos comprende una serie de etapas que
incluyen: a) atención al cliente, b) concepto de producto, c) diseño de producto, d)
definición de proceso y e) producción. Una participación de mercado privilegiada para
un nuevo producto, y sus beneficios económicos asociados, depende en gran medida
de la agilidad con que se realicen las diferentes etapas del ciclo. Como parte de la fase
de definición de proceso, el diseño y manufactura de moldes, troqueles y
herramientas es clave en la ruta crítica del desarrollo de nuevos productos.
Actualmente en México existe relativamente poca actividad en el desarrollo de
moldes, troqueles y herramientas [1]. A pesar de la incorporación de nuevos talleres y
la consolidación de talleres existentes, esta industria sigue presentando áreas de
oportunidad para seguir creciendo. De acuerdo con estadísticas de la Secretaría de
Economía, en este rubro se exportaron 171 millones USD, mientras que se importaron
931 millones USD en el 2001 (tomando las fracciones arancelarias 8480 y 820730).
En respuesta a las necesidades y oportunidades de la industria para desarrollar
moldes, troqueles y herramientas, el Centro de Sistemas Integrados de Manufactura
(CSIM) ha establecido un programa estratégico en Manufactura Avanzada (Net Shape
Manufacturing). Dicho programa estratégico incluye actividades de investigación,
consultoría, capacitación y transferencia de tecnología.
Modelo de transferencia de tecnología
El modelo de transferencia del CSIM tiene como objetivo facilitar la incorporación de
nuevos elementos tecnológicos para el desarrollo de moldes, troqueles y herramientas
en las empresas mexicanas, atendiendo los aspectos técnicos, económicos y de capital
humano. Actualmente, se contemplan elementos tecnológicos tales como modelación
CAD (Diseño Asistido por Computadora, por su siglas en inglés) orientada a
superficies esculpidas, apoyo computacional para el diseño conceptual y la planeación
de procesos, ingeniería de reversa, CAM (Manufactura Asistida por Computadora, por
sus siglas en inglés) orientado a superficies esculpidas, centros de maquinado de alto
desempeño, herramientas de corte especializadas y metrología por coordenadas. Un
factor clave en el modelo de transferencia del CSIM es la participación de los
proveedores de tecnología, estableciendo en las instalaciones del Tec de Monterrey
Equipo 9
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equipos y accesorios de demostración para las empresas y también para fines
académicos.
En un proyecto de transferencia de tecnología se establecen las siguientes
etapas:
a) Definición de necesidades. En esta etapa se estima la viabilidad técnica y la
justificación económica de los elementos tecnológicos a transferir.
b) Desarrollo. Durante el desarrollo, se adaptan los elementos tecnológicos para la
aplicación específica que requiere la empresa.
c) Aplicación piloto. En esta etapa, se aplican los elementos tecnológicos dentro de
los laboratorios del CSIM para demostrar las implicaciones técnicas y económicas en
moldes, troqueles o herramientas de la empresa.
d) Asimilación. La asimilación se realiza con adquisición de los elementos
tecnológicos por parte de la empresa y la capacitación del personal involucrado. Dicha
capacitación se realiza en un esfuerzo coordinado entre el proveedor de tecnología y
el CSIM.
Atendiendo a la Misión institucional de formar personas, se procura en la medida de lo
posible la incorporación de estudiantes de pregrado y posgrado durante todas las
etapas de transferencia. Por un lado, los proyectos de transferencia proporcionan
oportunidades para que los estudiantes se vinculen con retos reales y tecnología de
punta. Por otra parte, la transferencia de tecnología exitosa se basa fuertemente en las
competencias del capital humano y, por lo tanto, estos proyectos preparan a los
alumnos para su posible incorporación a la industria durante la etapa de asimilación.
Caso de Transferencia. Molde para vaciado de rin automotriz
En este caso, la empresa deseaba asimilar la tecnología de fresado de alto desempeño,
con todos sus elementos: herramientas, controlador, máquina y programación por
control numérico computarizado (CNC). Primeramente, se definió la pertinencia de
dicha tecnología para reducir el tiempo de desarrollo de moldes específicos (vaciado
de aluminio en molde permanente). A continuación, se desarrolló el proceso de
maquinado (incluyendo selección de herramientas, selección de condiciones de corte,
programación CNC y maquinado) con base en un modelo CAD proporcionado por la
empresa (vea Figura 1 y para mayores detalles consultar [2]). La aplicación piloto se
estableció con un nuevo modelo de rin para demostrar el impacto potencial de la
tecnología de fresado de alto desempeño en el tiempo de ciclo, una vez que se
establece el proceso para una familia de rines. En una semana y con base en una
muestra física del nuevo modelo de rin, se realizaron las siguientes actividades: a)
digitalización por coordenadas de la muestra, b) modelo en CAD del molde, c)
escalamiento para un tamaño más grande, d) programación CNC y e) maquinado. La
asimilación se logró al adquirir todos los elementos tecnológicos recomendados y
recibir la capacitación correspondiente. Actualmente, todas las etapas del modelo de
transferencia están terminadas. (Vea la Figura 1.)
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Caso de transferencia. Troqueles para corte de lámina. En la fabricación de
troqueles para corte de lámina, se requiere utilizar insertos de acero para
herramienta D2 que forman el perfil de la parte a ser cortada. Actualmente, es
necesario ensamblar todos los insertos en el troquel y fresar el perfil de corte
completo en máquinas grandes, las cuales son el cuello de botella de la empresa. En el
proyecto, se busca el fresado de los insertos con dureza de 57 HRC y con suficiente
precisión para ser fabricados de manera independiente en fresadoras pequeñas y así
liberar tiempo de las fresadoras grandes. En la fase de desarrollo, se demostró la
viabilidad técnica y económica a través de una serie de pruebas de maquinado donde
se midió la vida de la herramienta para diferentes condiciones de proceso (un ejemplo
de dichas pruebas se muestra en la Figura 1). Actualmente, se está iniciando la etapa
de aplicación piloto.
Caso de transferencia. Dados para forja
Actualmente, la fabricación de dados para forja implica la siguiente secuencia de
operaciones: a) fresado de desbaste sobre el material suave (aproximadamente 30
HRC), b) tratamiento térmico de templado y revenido y c) fresado de acabado sobre el
material duro (aproximadamente 45 HRC). El tiempo de desarrollo de los dados se
puede reducir al aplicar el fresado en modo desbaste y acabado directamente en el
material duro. De esta manera, la operación de tratamiento térmico se realiza de
manera concurrente a otras operaciones y no impacta en la ruta crítica de
manufactura del dado. Para lograr el fresado en duro se requiere de una combinación
adecuada de herramientas de corte, maquinaria y programación. Actualmente, en este
caso de aplicación ya se tiene un avance hasta la etapa de desarrollo. (Vea la Figura 1.)
Caso de transferencia. Herramientas para el mantenimiento de aviones
Como parte del proyecto de cluster virtuales industriales (www.mexican-
industry.com), se realiza la transferencia hacia pequeñas y medianas empresas
(PyMEs) manufactureras de Monterrey de productos para la industria aeroespacial
(herramientas para el mantenimiento de aviones) [3]. Se han transferido
exitosamente cerca de 50 productos, por medio de asesoría y capacitación en la
interpretación de planos, selección de materiales, identificación de proveedores de
componentes estándares, diseño del proceso de manufactura, métodos de inspección
y diseño del empaque/embalaje. Para este propósito también se ha incubado una
empresa de base tecnológica: Integration Engineering and Construction Systems
(IECOS) (www.iecos.com.mx). IECOS sirve como socio tecnológico e integrador de las
PyMEs y es responsable de cumplir con los requerimientos de calidad, tiempo de
entrega y precio, establecidos por los clientes internacionales. (Vea la Figura 1.)
Equipo 9
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Perspectivas en la transferencia de tecnología
El CSIM continúa consolidando el modelo de transferencia con actividades como: a)
contactos con usuarios, b) contactos con proveedores de tecnología en general, c)
cooperación con el nuevo centro tecnológico de Association for Manufacturing
Technology en Monterrey, que representa a los fabricantes de máquinas herramientas
y accesorios de Estados Unidos, d) proyectos de transferencia complementarios tales
como Training Internships, Education and Scholarship Partnership (TIES), e)
proyectos de transferencia CONACYT mixtos/sectoriales y f) certificación ISO-9000
del CSIM para la realización de servicios, proyectos y educación continua. También se
incorporan recursos de investigación que apoyan el modelo de transferencia por
medio de proyectos de CONACYT y proyectos colaborativos con instituciones tales
como la Universidad Técnica de Aachen (Alemania); Escuela Nacional de Ingenieros
de Metz (Francia); y de Estados Unidos, University of California at Berkeley, Ohio State
University, New Mexico State University y Georgia Tech.

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Transferencia tecnología moldes troqueles herramientas

  • 1. Equipo 9 Campos López Elizabeth Espinoza Torres Rolando MANUFACTURA Transferencia de tecnología para el desarrollo de moldes, troqueles y herramientas Contexto del desarrollo de herramientas en México El ciclo del desarrollo de nuevos productos comprende una serie de etapas que incluyen: a) atención al cliente, b) concepto de producto, c) diseño de producto, d) definición de proceso y e) producción. Una participación de mercado privilegiada para un nuevo producto, y sus beneficios económicos asociados, depende en gran medida de la agilidad con que se realicen las diferentes etapas del ciclo. Como parte de la fase de definición de proceso, el diseño y manufactura de moldes, troqueles y herramientas es clave en la ruta crítica del desarrollo de nuevos productos. Actualmente en México existe relativamente poca actividad en el desarrollo de moldes, troqueles y herramientas [1]. A pesar de la incorporación de nuevos talleres y la consolidación de talleres existentes, esta industria sigue presentando áreas de oportunidad para seguir creciendo. De acuerdo con estadísticas de la Secretaría de Economía, en este rubro se exportaron 171 millones USD, mientras que se importaron 931 millones USD en el 2001 (tomando las fracciones arancelarias 8480 y 820730). En respuesta a las necesidades y oportunidades de la industria para desarrollar moldes, troqueles y herramientas, el Centro de Sistemas Integrados de Manufactura (CSIM) ha establecido un programa estratégico en Manufactura Avanzada (Net Shape Manufacturing). Dicho programa estratégico incluye actividades de investigación, consultoría, capacitación y transferencia de tecnología. Modelo de transferencia de tecnología El modelo de transferencia del CSIM tiene como objetivo facilitar la incorporación de nuevos elementos tecnológicos para el desarrollo de moldes, troqueles y herramientas en las empresas mexicanas, atendiendo los aspectos técnicos, económicos y de capital humano. Actualmente, se contemplan elementos tecnológicos tales como modelación CAD (Diseño Asistido por Computadora, por su siglas en inglés) orientada a superficies esculpidas, apoyo computacional para el diseño conceptual y la planeación de procesos, ingeniería de reversa, CAM (Manufactura Asistida por Computadora, por sus siglas en inglés) orientado a superficies esculpidas, centros de maquinado de alto desempeño, herramientas de corte especializadas y metrología por coordenadas. Un factor clave en el modelo de transferencia del CSIM es la participación de los proveedores de tecnología, estableciendo en las instalaciones del Tec de Monterrey
  • 2. Equipo 9 Campos López Elizabeth Espinoza Torres Rolando equipos y accesorios de demostración para las empresas y también para fines académicos. En un proyecto de transferencia de tecnología se establecen las siguientes etapas: a) Definición de necesidades. En esta etapa se estima la viabilidad técnica y la justificación económica de los elementos tecnológicos a transferir. b) Desarrollo. Durante el desarrollo, se adaptan los elementos tecnológicos para la aplicación específica que requiere la empresa. c) Aplicación piloto. En esta etapa, se aplican los elementos tecnológicos dentro de los laboratorios del CSIM para demostrar las implicaciones técnicas y económicas en moldes, troqueles o herramientas de la empresa. d) Asimilación. La asimilación se realiza con adquisición de los elementos tecnológicos por parte de la empresa y la capacitación del personal involucrado. Dicha capacitación se realiza en un esfuerzo coordinado entre el proveedor de tecnología y el CSIM. Atendiendo a la Misión institucional de formar personas, se procura en la medida de lo posible la incorporación de estudiantes de pregrado y posgrado durante todas las etapas de transferencia. Por un lado, los proyectos de transferencia proporcionan oportunidades para que los estudiantes se vinculen con retos reales y tecnología de punta. Por otra parte, la transferencia de tecnología exitosa se basa fuertemente en las competencias del capital humano y, por lo tanto, estos proyectos preparan a los alumnos para su posible incorporación a la industria durante la etapa de asimilación. Caso de Transferencia. Molde para vaciado de rin automotriz En este caso, la empresa deseaba asimilar la tecnología de fresado de alto desempeño, con todos sus elementos: herramientas, controlador, máquina y programación por control numérico computarizado (CNC). Primeramente, se definió la pertinencia de dicha tecnología para reducir el tiempo de desarrollo de moldes específicos (vaciado de aluminio en molde permanente). A continuación, se desarrolló el proceso de maquinado (incluyendo selección de herramientas, selección de condiciones de corte, programación CNC y maquinado) con base en un modelo CAD proporcionado por la empresa (vea Figura 1 y para mayores detalles consultar [2]). La aplicación piloto se estableció con un nuevo modelo de rin para demostrar el impacto potencial de la tecnología de fresado de alto desempeño en el tiempo de ciclo, una vez que se establece el proceso para una familia de rines. En una semana y con base en una muestra física del nuevo modelo de rin, se realizaron las siguientes actividades: a) digitalización por coordenadas de la muestra, b) modelo en CAD del molde, c) escalamiento para un tamaño más grande, d) programación CNC y e) maquinado. La asimilación se logró al adquirir todos los elementos tecnológicos recomendados y recibir la capacitación correspondiente. Actualmente, todas las etapas del modelo de transferencia están terminadas. (Vea la Figura 1.)
  • 3. Equipo 9 Campos López Elizabeth Espinoza Torres Rolando Caso de transferencia. Troqueles para corte de lámina. En la fabricación de troqueles para corte de lámina, se requiere utilizar insertos de acero para herramienta D2 que forman el perfil de la parte a ser cortada. Actualmente, es necesario ensamblar todos los insertos en el troquel y fresar el perfil de corte completo en máquinas grandes, las cuales son el cuello de botella de la empresa. En el proyecto, se busca el fresado de los insertos con dureza de 57 HRC y con suficiente precisión para ser fabricados de manera independiente en fresadoras pequeñas y así liberar tiempo de las fresadoras grandes. En la fase de desarrollo, se demostró la viabilidad técnica y económica a través de una serie de pruebas de maquinado donde se midió la vida de la herramienta para diferentes condiciones de proceso (un ejemplo de dichas pruebas se muestra en la Figura 1). Actualmente, se está iniciando la etapa de aplicación piloto. Caso de transferencia. Dados para forja Actualmente, la fabricación de dados para forja implica la siguiente secuencia de operaciones: a) fresado de desbaste sobre el material suave (aproximadamente 30 HRC), b) tratamiento térmico de templado y revenido y c) fresado de acabado sobre el material duro (aproximadamente 45 HRC). El tiempo de desarrollo de los dados se puede reducir al aplicar el fresado en modo desbaste y acabado directamente en el material duro. De esta manera, la operación de tratamiento térmico se realiza de manera concurrente a otras operaciones y no impacta en la ruta crítica de manufactura del dado. Para lograr el fresado en duro se requiere de una combinación adecuada de herramientas de corte, maquinaria y programación. Actualmente, en este caso de aplicación ya se tiene un avance hasta la etapa de desarrollo. (Vea la Figura 1.) Caso de transferencia. Herramientas para el mantenimiento de aviones Como parte del proyecto de cluster virtuales industriales (www.mexican- industry.com), se realiza la transferencia hacia pequeñas y medianas empresas (PyMEs) manufactureras de Monterrey de productos para la industria aeroespacial (herramientas para el mantenimiento de aviones) [3]. Se han transferido exitosamente cerca de 50 productos, por medio de asesoría y capacitación en la interpretación de planos, selección de materiales, identificación de proveedores de componentes estándares, diseño del proceso de manufactura, métodos de inspección y diseño del empaque/embalaje. Para este propósito también se ha incubado una empresa de base tecnológica: Integration Engineering and Construction Systems (IECOS) (www.iecos.com.mx). IECOS sirve como socio tecnológico e integrador de las PyMEs y es responsable de cumplir con los requerimientos de calidad, tiempo de entrega y precio, establecidos por los clientes internacionales. (Vea la Figura 1.)
  • 4. Equipo 9 Campos López Elizabeth Espinoza Torres Rolando Perspectivas en la transferencia de tecnología El CSIM continúa consolidando el modelo de transferencia con actividades como: a) contactos con usuarios, b) contactos con proveedores de tecnología en general, c) cooperación con el nuevo centro tecnológico de Association for Manufacturing Technology en Monterrey, que representa a los fabricantes de máquinas herramientas y accesorios de Estados Unidos, d) proyectos de transferencia complementarios tales como Training Internships, Education and Scholarship Partnership (TIES), e) proyectos de transferencia CONACYT mixtos/sectoriales y f) certificación ISO-9000 del CSIM para la realización de servicios, proyectos y educación continua. También se incorporan recursos de investigación que apoyan el modelo de transferencia por medio de proyectos de CONACYT y proyectos colaborativos con instituciones tales como la Universidad Técnica de Aachen (Alemania); Escuela Nacional de Ingenieros de Metz (Francia); y de Estados Unidos, University of California at Berkeley, Ohio State University, New Mexico State University y Georgia Tech.