Máquina-herramienta se mueve de forma autónoma hacia la pieza a procesar.

La máquina herramienta autoportable se traslada de manera autónoma por medio de un sistema de seis extremidades hasta el lugar trabajo/operación, para llevar a cabo procesos de inspección/mecanizado.

Las necesidades de las grandes empresas de ingeniería e infraestructuras han empujado en los últimos años a las firmas de máquina herramienta occidentales a fabricar máquinas de cada vez mayor tamaño para poder mecanizar piezas de grandes dimensiones.

La máquina herramienta autoportable que IK4-TEKNIKER ha desarrollado en el seno del proyecto europeo MiRoR junto a universidades, empresas y centros tecnológicos de toda Europa y que presentará en la Bienal de Máquina Herramienta, entre el 2 y el 7 de junio, supone un nuevo concepto que consiste en un cambio de paradigma.

Este paradigma busca acabar con el dogma "máquinas grandes alrededor de y para piezas grandes" en favor de nuevas máquinas herramienta de pequeño tamaño que puedan ser transportadas hasta el entorno de la pieza en servicio y que puedan posicionarse con libertad sobre la misma para realizar la labor de mecanizado con calidad equivalente a la de las máquinas grandes.

Estas máquinas, inteligentes y de pequeño tamaño, que son llevadas hasta la pieza y son libres para moverse y trabajar sobre ella, reciben convencionalmente el nombre de máquinas portables y son la base del nuevo enfoque "máquinas pequeñas sobre piezas grandes".

La máquina autoportable se traslada de manera autónoma por medio de un sistema de seis extremidades hasta el lugar trabajo/operación, para llevar a cabo procesos de inspección/mecanizado (deposición de material, eliminación de material, etc.) de precisión haciendo uso de la cinemática paralela del propio hexápodo. La precisión que se espera es mejor que la de una décima de milímetro.

Asimismo, tiene aplicaciones en proyectos de grandes infraestructuras, pero también para trabajos en entornos restringidos o peligrosos, está diseñado para trabajar primordialmente en sectores industriales relacionados con la energía, como las centrales nucleares o las plantas de extracción de gas y petróleo, y la aeronáutica. De hecho, un prototipo ya está trabajando en una planta industrial de fabricación de motores para el sector aéreo de Rolls Royce en el Reino Unido.

En el siguiente vídeo podemos ver la máquina en funcionamiento:

Control inteligente

La máquina herramienta puede contar con un brazo robot semi-rígido, que permite acceder a espacios muy estrechos. Gracias a su sistema para conferir rigidez a los segmentos del brazo, el brazo robótico es capaz de llevar a cabo tareas de inspección y mecanizado en lugares inaccesibles.

La conjunción de los dos sistemas (seis patas y un brazo semi-rígido) está controlada por un sistema de tres niveles: un control de bajo nivel para los procesos de mecanizado, un nivel intermedio para el movimiento del robot en el entorno de trabajo y un control de alto nivel que aporta la inteligencia al sistema.

El control inteligente permite al robot un amplio abanico de funciones de navegación, como la localización y la planificación global de itinerarios, así como la calibración en el mecanizado y la obtención de un posicionamiento óptimo de las patas del robot.

Cómo reducir la resistencia aerodinámica de un ala. Reducción de consumo, ruido y emisiones.

El control del flujo de aire sobre un ala para minimizar la resistencia aerodinámica es una forma prometedora de reducir el consumo de combustible, el ruido y las emisiones. Una solución podría ser la aplicación de una nueva tecnología que utiliza pulsos de aire comprimido en los lugares precisos.

El Consejo Asesor Europeo para la Investigación y la Innovación Aeronáuticas (ACARE) ha establecido unos objetivos difíciles de cumplir para las nuevas aeronaves que entren en servicio a partir de 2020. Con el fin de cumplir estos objetivos mediante reducciones importantes de los ruidos y las emisiones, se está desarrollando el concepto de aeronave con alas fijas inteligentes (SFWA). Estas aeronaves utilizarán tecnologías de control del flujo de aire activas y pasivas.

El proyecto CLFCWTE, financiado por la Unión Europea, contribuye a esta tarea con la investigación de una forma de control en flujo cerrado con la finalidad de minimizar la separación de la capa límite en el flap del borde posterior del ala. La capa límite es la capa de flujo que se encuentra justo junto a la superficie del ala. Está sujeta a efectos de viscosidad importantes y cuando se separa del ala genera un aumento muy importante de la resistencia aerodinámica.

Esquema de funcionamiento

Los científicos han investigado el control activo del flujo de aire utilizando chorros de aire aplicados de forma inteligente en el borde de ataque del flap del ala. En esta técnica se utilizan mediciones de la distribución de la presión en función de la posición como información para determinar los siguientes pulsos de aire y conmutar rápidamente las válvulas de solenoide mediante un nuevo algoritmo de control con aprendizaje iterativo (ILC). El sistema se probó en un túnel de viento pequeño y los resultados demostraron que retardar la separación de este modo aumentaba la sustentación en aproximadamente un 20 % incluso cuando se producían cambios súbitos en el lugar de separación inminente.

Los trabajos futuros tendrán en cuenta otros parámetros y probarán algoritmos de ILC alternativos para realizar pruebas en túnel de viento de un modelo de ala a media escala con distintos sensores y actuadores. Los resultados de CLFCWTE ayudarán a reducir la resistencia aerodinámica y aumentar la sustentación, reducir el consumo de combustible y las emisiones, y así disponer de aeronaves más ecológicas en un futuro próximo.

El grafeno y sus espectativas tecnológicas

El grafeno, un material cuyo grosor es una millonésima parte del de una hoja de papel, promete muchas posibilidades en sectores muy dispares,desde pantallas planas,memorias flash o baterías flexibles hasta escáneres médicos o radares, pasando por pinturas, aplicaciones decorativas o material deportivo.

La tercera forma alotrópica del carbono después del grafito y del diamante, es el carbono en una sola capa, formando bien esferas o cuerpos con volumen como los fullerenos y los nanotubos, o láminas bidimensionales como el grafeno.

El grafeno es transparente, impermeable a todos los elementos, elástico, con una resistencia mayor que el acero, dureza superior al diamante, flexibilidad mayor que el caucho y, además, ostenta el récord de conductividad térmica, por otro lado es un material muy prometedor para la nanotelectrónica,debido a sus interesantes propiedades electrónicas. Para colmo, es reciclable y respetuoso con el medio ambiente.

Desde que los científicos de origen ruso Andre Geim y Kostya Novoselov (premios Nobel de Química en 2010) lograron sintetizar por primera vez este material hace 10 años,el abanico de aplicaciones no ha parado de crecer. 

En el siguiente vídeo se ilustran las posibles aplicaciones de este material:

No obstante, la gran mayoría se encuentra en período de pruebas para calibrar las posibilidades reales de que el grafeno pueda sustituir a otros materiales. Se estima que el mercado mundial apenas llega a los nueve millones de dólares. La proyección para 2018 es que se alcancen los 100 y, quizá, los 1.000 en 2022. 

Hoy en día, todo el grafeno que se produce y se comercializa se utiliza para prototipos, en departamentos de investigación o para primeras series, en definitiva, para desarrollo de producto. 

La principal dificultad estriba básicamente en los tiempos de adopción de un nuevo material.Al silicio le costó 20 años pasar del laboratorio a la fase de explotación comercial. A la fibra de carbono le costó 40 años tener éxito en la industria aeronáutica. Son ciclos más largos que otros como los de la electrónica o las telecomunicaciones, cuya salida al mercado se produce apenas unos meses después de realizar las primeras pruebas. En el mundo de los materiales, los períodos son más largos, puesto que exigen rediseñar  los procesos de producción.

Hasta ahora, otro de los principales problemas en el desarrollo del grafeno a una escala más industrial ha sido encontrar un equilibrio entre el alto coste que supone elaborarlo y la cantidad demandada. Si los clientes finales demandaran mayores volúmenes, el coste se abarataría bastante. De la misma forma, si fuera más económico, los clientes demandarían más. Por lo tanto, se trata de un círculo del que solo se irá saliendo una vez se vayan afianzando algunas de las aplicaciones que se encuentran ahora en estado de prueba. 

Actualmente una de las empresas líderes mundiales en el sector es la firma alicantina Graphenano.Otro de los referentes del sector es la empresa vasca Graphenea.

Avanzare también comparte esa vocación industrial. En su caso, además del grafeno, la empresa riojana se dedica a otros nanomateriales y, en conjunto, exporta a más de 30 países.

Granph Nanotech, perteneciente al burgalés Grupo Antolín, es el último vértice de este cuadrado del grafeno que convierte a España en una potencia de referencia en el sector. La producción española de grafeno es la primera en Europa, se trata de un mercado totalmente internacionalizado. 

El resto de competidores mundiales proviene, sobre todo, de Estados Unidos (que también es  el principal demandante de grafeno), Reino Unido, Japón y Corea del Sur.

El ensayo, el error y el acierto. La agudeza, la creatividad y el rigor. Los elementos se combinan necesariamente en una coctelera que exige el buen entendimiento entre dos polos que, en nuestro país, no siempre han mantenido la relación estrecha que debieran: la investigación científica y las aplicaciones comerciales. Cada vez parece más indispensable tener un pie en cada mundo. Y es que ahí está la oportunidad: contar con un equipo científico de gran nivel sin despreciar la visión de negocio o la experiencia empresarial.

Materiales de relleno funcionales amplían el espectro de prestaciones de los polímeros

Se trata de materiales de relleno de HPF The Mineral Engineers, basados en minerales naturales y sintéticos, como cuarzo, wollastonita, caolín o mica, proporcionan a los plásticos unas sorprendentes propiedades funcionales y ópticas.

En la JEC 2014 de Paris la División perteneciente al Grupo Quarzwerke HPF The Mineral Engineers muestra unos complementos actuales de su abanico de materiales de relleno, como Silatherm®, para el aumento de la conductibilidad térmica de termoplásticos y duroplásticos, el material de relleno de luminosidad remanente Silglow® así como el material de relleno Microspar® para aplicaciones en láminas y en el sector dental.





Poco después de que las áreas 3 y 4 se tocan al mismo tiempo con las puntas de los dedos de una mano (arriba), el área 4 que contiene Silatherm® muestra gracias a la mejorada disipación de calor un calor residual claramente

· Silatherm® aumenta la conductibilidad térmica de los compounds fabricados con él sin menoscabar sus efectos aislantes eléctricos. Un típico campo de aplicación son aparatos electrónicos cuyos componentes se caracterizan por sus elevadas densidades energéticas debido a su creciente miniaturización. Silatherm® ayuda a asegurar también aquí un funcionamiento fiable a largo plazo disipando eficientemente el calor que se origina.

· El material de relleno Silglow® provisto de un revestimiento especial anorgánico, altamente estable mecánica y térmicamente, es cargado por la luz del día u otra fuente lumínica y emite la luz almacenada solamente en la oscuridad. Los duroplásticos así como las pinturas y lacas conservan de este modo una fuerza lumínica de larga duración. Silglow® es adecuado en consecuencia, entre otras cosas, para diseños creativos así como para aplicaciones dentro de la técnica de seguridad.

· Microspar® es una harina de feldespato que mejora las propiedades antibloqueo de las láminas de plástico sin empeorar significativamente sus propiedades ópticas. Gracias a la elevada transmisión UV, este material de relleno es adecuado por ello para la fabricación de láminas para usos agrícolas. Los tipos de molienda fina de Microspar® se han desarrollado especialmente para aplicaciones en el sector dental.

En la totalidad del campo de materiales plásticos rellenos, los equipos interdisciplinarios HPF The Mineral Engineers elaboran junto con los clientes soluciones que aumentan la eficiencia. La factoría High Performance Fillers (HPF) se adapta de este modo con sus experimentados empleados con flexibilidad y rapidez a los nuevos planteamientos y productos. La producción dispone de grupos en diferentes tamaños para el mecanizado y ennoblecimiento de materias primas minerales, pudiendo fragmentar minerales en la gama de milímetros hasta unos pocos cientos de nanómetros modificando su superficie.