Atender una conferencia o una exposición de procesos, herramientas y, en general, de Ingeniería y Tecnología de manufactura ayuda a decantar las necesidades y ritmos de formación requeridos en escuelas, institutos y universidades tecnológicas, al igual que los imperativos de formación e investigación académicos. Estar en una exposición de Tecnología de Manufactura recarga y refuerza cada una de nuestras aficiones académicas, con imágenes y conceptos, con ideas y también con relaciones y actitudes y desmonte, al menos parcial, de prejuicios y preconceptos; nos obliga a concebir la Universidad, al menos la Universidad Tecnológica, como centro para la difusión e inspiración de pensamientos humanistas dentro de los procesos de ideación y uso de bienes de capital para el crecimiento del bienestar social y el desarrollo cultural del hombre.

Tras participar en un evento de manufactura, veo importante comentar algunos elementos que caracterizan el desarrollo de la manufactura moderna, que refuerzan o redireccionan las miradas sobre el futuro de los programas de Tecnología Mecánica e Ingeniería de Manufactura y que grosso modo, con dificultad resumo en:

1. Los materiales son objeto de investigación estratégica para la competitividad de los fabricantes de bienes de capital. Particularmente es amplia y profunda la atención al desarrollo conceptual y científico de los materiales para herramientas y para fabricación de piezas: materiales para herramientas (con el slogan “No time for look alikes”), los Heat-resistant super-alloys (HRSA), las variedades de carburos, las herramientas de corte de PCBN (nitruro cúbico policristalino del boro); la nanotecnología en los lubricantes; el universo de metales y otros materiales en polvo para pulvimetalurgia (Carpenter Powder Products), mecanizado, acabado superficial y manufactura aditiva; los materiales sintéticos reforzados para fabricación de cascos. La sistematización de las bases de conocimiento (bases de datos) sobre materiales permite asombrarnos y ver la gran brecha existente entre la información disponible en los textos universitarios (literatura de divulgación y formación) y la información en tiempo real levantada por los fabricantes, la gran brecha entre la información que sobre aceros (para particularizar), procesos de obtención y tratamientos térmicos se entrega a los estudiantes en las aulas y la información actualizada en extensión y contenidos sobre los nuevos aceros de la que disponen fabricantes como Böhller.

El mundo se ha enfocado en los procesos aplicados para inventar y obtener aleaciones metálicas y producir metales con gradientes de composición mediante la manufactura aditiva, busca con el perfeccionamiento de materiales celulares aumentar la rigidez y resistencia por unidad de masa en órdenes de cuatro.

2. Es amplia la cobertura y creciente el nivel de aplicación de la física óptica y fotónica en los procesos y sistemas de manufactura: de manera exponencial se aplican las técnicas ópticas en iluminación, fotografía, video para reconocimiento rápido y de alta resolución de perfiles e imágenes con capacidad de actuación en tiempo real, con aplicación al control de estado de herramientas, manipuladores, procesos y productos; aplicaciones en proceso y en planta de calidad de la producción, particularmente para metrología; obtención de geometría de piezas y construcción del modelo para Diseño o para control; aplicaciones al monitoreo de vibraciones y desempeño dinámico de las máquinas a partir de las implementaciones de la óptica, con técnicas Raman y de espectroscopía; inspección estructural de geometría de partes con rayos X (ver, por ejemplo, el dimensionamiento de una culata de motor con rayos X). Es amplia (frente a nuestro desconocimiento) la variedad de tipos de láseres y los sistemas con los que trabajan (lentes, espejos, fibras, diodos, cámaras, etc.) y grandes los campos de aplicación que tienen en la manufactura (soldadura, marcado, grabado, tratamiento superficial), aparte de su aplicación anotada en la inspección y metrología dimensional y de calidad. La ventaja de la soldadura láser pone límite en el tiempo a otros procesos de soldadura, con su flexibilidad, alcance, productividad y ventajas en reducción de peso y automatización, la posibilidad de, a través de espejos, realizar soldaduras en diferentes áreas simultáneamente y desde una sola fuente. Más allá de los niveles de resolución en microscopía, probablemente debe hablarse es de nanoscopía.

3. Es importante el trabajo interdisciplinario y en equipo de ingenieros, metalurgos, físicos y matemáticos, en laboratorios y en la red, para el enriquecimiento topológico de las herramientas de corte (creación de muelas o discretización del filo de la herramienta): insertos en fresas, brocas, ruedas generadoras; brocas y otras herramientas con refrigeración, control y monitoreo embebido en los mandriles; flexibilización de las formas de las herramientas de corte (herramientas a medida), adecuadas para el mecanizado de forma libre;

4. Ante la necesidad de desarrollar y aplicar nuevos procesos de manufactura, las empresas tradicionales se desintegran para permitir la creación de nuevos nichos de investigación en áreas de trabajo particulares, en ese proceso forzado evolutivo de deconstrucción creativa. Aparecen y se especializan empresas con dedicación exclusiva a la fabricación de pallets, porta piezas, portaherramientas, matrices de coordenadas, plantillas y dispositivos de sujeción flexibles, con posibilidades de accionamientos hidráulicos independientes para sujeción y para operación durante el proceso; versatilidad de estaciones y cabezales; extensión y profundización de la Mecatrónica desde el molde de inyección inteligente hasta la empresa robotizada.

5. Equipos de sistemas, métodos numéricos, repositorios numéricos, disponibilidad extendida de la Internet, hacen posible la extensión del modelado y la simulación de los procesos de manufactura en  el mismo sistema de manufactura, permitiendo modelar la creación de la pieza en la máquina incluso, con lenguaje libre de código, con facilidades para disposiciones dimensionales y de tolerancias para generación y simulación de rutina de inspección durante el mismo proceso de manufactura, todo esto como extensión del control numérico; incremento en la complejidad de los niveles de control y la resolución (rapidez de muestreo y de ejecución); destacables los alcances de los algoritmos de control de posición y de control del proceso (aplicación pura de algoritmos de aproximación y de sistemas de control inteligentes); llama poderosamente la atención la evolución en todos los niveles de control y comunicación de Siemens – un “stand virtual” para solo quedarse allí (SINUTRAIN, SINUMERIC) y la promesa del control total rápido via smartphones; la evaluación en tiempo real de la calidad de los procesos con reportes estadísticos de la capacidad de proceso y otros indicadores;

6. La metrología y la inspección de calidad lo llena todo, impresiona la resolución, los alcances, la rapidez de muestreo, los volúmenes que se pueden barrer con los sistemas de Renishaw, por ejemplo, las soluciones para medición total de piezas grandes en espacios cubiertos por cámaras múltiples con control de iluminación y “scaneo” –levantamiento de nubes de puntos- y digitalización; sistema de medición CMM portátil fabricado en fibra de carbón enteramente, con peso de 40 kilogramos; mención especial para el bus de Fowler, dotado y equipado para ofrecer capacitación y servicio en instrumentos de medida de precisión; ilusiona la posibilidad de adquirir sensores de bajo costo con salida USB para construir nuestros bancos de medición;

7. Las unidades de transferencia y los centros de mecanizado, cada vez de mayor modularidad y de notable rigidez, entre otros sistemas de manufactura incorporan intensivamente la hidráulica de potencia y la hidráulica proporcional para, junto con los controles electrónicos, posicionar las piezas, las herramientas, los portapiezas, los sujetadores, los pallets, los carros y los accionamientos de transporte (para herramientas, piezas); husillos motorizados y con control embebido; se intensifica la simultaneidad y utilización del espacio para husillos múltiples fijos y móviles, sincronizados y no sincronizados, pallets múltiples con grados de libertad, transporte y utilización de la viruta; posicionamiento simultáneo de número cada vez mayor de herramientas en la posición de la pieza; posicionamientos con indexación mediante transmisiones sinfín de fricción mínima con rueda de rodillos; elevadas aceleraciones (del orden de una gravedad y más); velocidades de rotación en usillos del orden de hasta 35.000 rpm; potencias de corte instaladas del orden de los 100 kW;

8. Es generalizada la penetración de la robótica en las empresas modernas, se ha bajado la robótica del ideal y se ha traido a las plantas industriales a relativos bajos costos. Desde los primeros congresos de robótica en la UTP en los años 90 de la pasada década se insiste en estudios de análisis de robots, pero mayor beneficio traería la implicación en las tareas de integración tecnológica de los robots comerciales de bajo costo existentes, por aquello de aprovechar la pólvora ya inventada. En este orden de reflexión, en la muestra de manufactura moderna, atención especial merece el espacio de FANUC que barre en despliegue de sistemas de control en las diferentes topologías y aplicaciones de robots y manipuladores, para posicionamiento, carga en estaciones de mecanizado y soldadura; inspección y metrología, transporte, trabajo colaborativo; destaca la rapidez en aplicaciones del orden de centésimas de segundo; robots polares con control de fuerza; manipuladores, manos mecatrónicas para trabajos en laboratorio; los sistemas de manufactura Mori de elevado nivel de integración de procesos y elevado número de herramientas con transportadores por cadenas y mesas indexadoras rotativas; sistemas de carga robotizados; conexión al estándar MTconnect;

9. No podría concebirse una Universidad Tecnológica sin un acercamiento a las actividades de Machining Cloud, empresa líder en manufactura inteligente, tiene como objeto o negocio proporcionar a la comunidad manufacturera el acceso a datos actualizados completos de producto de los fabricantes principales de herramientas de corte, máquinas herramientas y portaherramientas. Conectando a fabricantes con sus usuarios finales, la Nube de Mecanizado considerablemente reduce los tiempos de ajuste y producción. Por la Nube de Trabajo (Machining Cloud), la información descriptiva del fabricante relativa al uso, datos geométricos y conocimientos de aplicación queda lista y disponible para ser utilizada en los sistemas CAM y para el software de simulación y gestión de herramientas, ajuste de las herramientas de corte, las máquinas herramientas y mucho equipo de planta que cualquier usuario en la Nube requiera. La Nube tiene carácter neutral, es abierta para cualquier vendedor de software o usuario, es estándar, utiliza los estándares ISO13399, STEP, GTC, DIN4000 y MTConnect; se convierte en una herramienta de productividad que se puede instalar en el computador, el iPad y las tablets Android.

10. Revitaliza mucho y supone un reto iniciar e imitar actividades conducentes a incentivar la tecnología y la ingeniería en los colegios e instituciones de formación técnica, como las mostradas en el “Smart Student Summit”, evento en el que confluyeron profesores y estudiantes con sus grupos de trabajo en manufactura, robótica y programación. Recolección de revistas como “Childrens’ Technolgy and Engineering”, “Teaching STEM: 21st century skills”, credenciales como “Robot Driver’s License” y slogans como “Dream it, Do it”, “Come together leave energized”, “Come together leave motivated”, “Come together leave updated” nos cargan las baterías y nos hacen pensar que podemos ir más allá y que tenemos que motivar y empujar a los colegios; el ofrecimiento de programas tecnológicos de automatización y robótica con elevado contenido de programación y potencia fluida muestra que estos no necesariamente son temas de doctorado y que es hora de abordar la programación de las máquinas y de los robots en los diferentes niveles, desde los colegios, y que la dedicación al modelado puede ser árida si no nos movemos a la integración de lo ya existente; es importante ganar habilidades, aún en la Universidad, en integración de sistemas, programación, manejo de informática aplicada y, para esto, podemos mirar hacia asociaciones como la ITEEA, la SME.

11. Poder asistir a un Museo de la Ciencia y la Industria es un sueño, un profundo deseo de que en colectivo soñemos nuestra región, para nuestros estudiantes y descendientes, un espacio en el que se reúnan a pocos, los avances en las ramas de la ciencia y la industria: una Tabla Periódica Ilustrada de los elementos químicos, algunos inventos, muestras explicativas de fenómenos físicos, químicos, fenómenos naturales como los huracanes y los efectos de ondas; los medios de transporte y los mecanismos, tantas cosas … Podemos tener un Museo Tecnológico en la Universidad Tecnológica de Pereira.

He presentado algunas de las impresiones que tengo, que me quedan y que dan, en particular, para mirar la Manufactura como arte constructivo e integrador; se nos impone el reto de reestructurar lo que ofrecemos y ofrecerlo mejor, con otras metodologías, buscando tal vez un menor número de proyectos pero más integradores, menos proyectos pero más profesionales y orden de perfeccionamiento nuestro, de los estudiantes y de los programas tecnológicos semestre a semestre. Estamos en mora de tener, al menos, un laboratorio de óptica experimental, un laboratorio de electromagnetismo, un banco hidráulico de potencia inteligente, un banco de metrología digital inteligente y conectable, un laboratorio de sensórica universal de variables sensoriales y naturales; para esto hay necesidad de abandonar el asilo de los sabios, necesidad de reducir nuestro grado de dispersión y nuestra propensión novelera.

¿Cómo tener estos comentarios en cuenta o para qué sirven? Por lo pronto me limito a decir que es obligación de todo académico expresar libremente su impresiones. Si estuviéramos en una corporación, como pretenden algunos hacer ver la Universidad, diría que la expresión reflexiva de cada empleado asalariado es necesaria para la certificación y acreditación (normas ISO 9000. etc.).

Es urgente la implicación de la Vicerrectoría Académica y de la Facultad de Ciencias Básicas, más allá de la gestión y la apertura de espacios de conversación, para comentar los niveles tecnológicos y la necesidad de que allí asertivamente direccionen los laboratorios de Física, de lo contrario seguirá pensando la Universidad que se está bien y nos seguiremos creyendo los niveles de calidad, pero esta autocomplacencia hace mucho daño, no a nosotros, ni siquiera de la Universidad misma, sino al futuro de la región.

El mundo ya avanzó un poquito más este último minuto y nosotros tenemos que permanentemente hacer lo propio y necesitamos de la ciencia básica.

Carlos Alberto Romero
Director Escuela de Tecnología Mecánica
Universidad Tecnológica de Pereira