¿Qué parte de la máquina-herramienta consume más energía? Ahorro de energía de máquinas-herramienta

La importancia de ahorrar energía y el rol de las máquinas herramienta

En años recientes, enfrentamos serios problemas con el avance del cambio climático y el agotamiento de recursos naturales. Es en este contexto que el gobierno japonés ha redoblado sus esfuerzos para reducir emisiones de dióxido de carbono, estableciendo como objetivo una reducción del 46% a los niveles de 2013 para el año 2030. En la actualidad, las compañías y oficinas representan más del 60% de todo el consumo energético en Japón, del cual la industria manufacturera representa a su vez más de la mitad de dicha cifra. Por ende, el progreso que se logre en ahorros de energía en la industria manufacturera tendrá un impacto significativo en reducir las emisiones de CO2 de Japón en general.

Pero ¿exactamente cómo pueden reducir los fabricantes su consumo eléctrico? De acuerdo con estadísticas de la Agencia de Recursos Naturales y Energía, la maquinaria de producción ocupa más del 80% de la electricidad utilizada en la manufactura. Esto significa que lo más eficiente para los fabricantes es considerar cómo reducir el consumo a lo largo del proceso de producción.

Partes de la máquina que consumen más electricidad

En la manufactura, las máquinas herramienta son una parte indispensable de la línea de producción. Sin embargo, a cambio de su alta capacidad de producción, estas máquinas consumen grandes cantidades de electricidad en su operación, específicamente en los siguientes componentes:

Motor del husillo – es la pieza central cuyo movimiento giratorio permite cortar y rectificar. Consume una cantidad considerable de energía durante el corte y durante la aceleración y desaceleración.

Servos – son los motores y amplificadores que controlan el movimiento preciso de cada eje. Requieren de alimentación constante para un control fino del movimiento.

Refrigerante – es el aceite de corte líquido usado para enfriar la máquina por el calor generado al cortar. Partes como las bombas que hacen circular el refrigerante consumen energía.

Compresor de aire – es el equipo que suministra el aire comprimido que usa la máquina. Juega un papel importante en el cambio de herramienta y desalojo de rebaba. El mantener una presión constante consume mucha electricidad.

Control panel – with their touchscreens, sensors and communication functions, modern control panels consume energy at all times. Although they do not consume as much energy as the drive system, the cumulative energy consumption cannot be ignored on production lines that operate 24/7.

El consumo energético varía según el tamaño y tipo de máquina herramienta usada, pero la electricidad se consume principalmente en los componentes anteriores. Tampoco debe ignorarse el consumo fuera del mecanizado cuando las máquinas están en modo espera (standby).

Entonces ¿cómo reducir el consumo energético de las máquinas?

Sabemos que las máquinas herramienta consumen la mayor parte de la energía utilizada en la industria manufacturera. A continuación, traemos algunos consejos para reducir su consumo.

Acortar tiempo de ciclo

Completar operaciones rápidamente conlleva un ahorro directo en el consumo. Específicamente, se pueden eliminar acciones innecesarias revisando las condiciones de corte y herramientas usadas para cada pieza de trabajo, o revisando el proceso de producción. Recortar el tiempo de ciclo por uno segundos puede sumarse para crear un efecto de ahorro significativo.

Optimizar configuración y máquina

En algunos casos, optimizar la configuración de operación y rango de las máquinas puede reducir movimientos innecesarios y, como resultado, el consumo energético. Comprenda bien el rendimiento de la máquina y las características de la pieza de trabajo, y ajuste parámetros como la velocidad y profundidad de corte, así como la velocidad de avance. Además, dado que utilizar equipos más grandes de lo necesario supone un desperdicio de energía, también puede resultar eficaz considerar la posibilidad de reducir el tamaño de la maquinaria en función del volumen de producción y los detalles del mecanizado.

Reducir consumo en modo espera

Incluso cuando no están en funcionamiento, las máquinas consumen una cierta cantidad de energía en modo espera. Para reducir el desperdicio, ahorre energía apagando la maquinaria o cambiando al modo de bajo consumo cuando no esté en operación.

Reducir consumo de aire

El consumo de energía también se puede reducir optimizando las purgas de aire, el soplado de aire y otras operaciones del compresor para reducir el consumo. Las inspecciones y el mantenimiento regulares para evitar fugas de aire también son eficaces.

Implementar equipos eficientes

Las máquinas herramientas más modernas son más eficientes desde el punto de vista energético, lo que reduce considerablemente el consumo de energía en comparación con las máquinas más antiguas. Aunque las máquinas eficientes requieren una inversión inicial, consumen menos energía y acortan el tiempo de mecanizado. La reducción de las horas de trabajo también puede reducir el consumo de energía de los equipos de aire acondicionado e iluminación en planta.

Ventajas de las máquinas herramienta energéticamente eficientes

El ahorro energético es una tendencia reciente en las máquinas herramienta. A continuación, detallamos las ventajas de adoptar máquinas más eficientes.

Reducción de costos

Las máquinas herramienta energéticamente eficientes pueden reducir considerablemente el consumo de energía. Por ejemplo, la serie «SPEEDIO» (tamaño del husillo: BT30) desarrollada por Brother Industries tiene un excelente rendimiento medioambiental y permite un mecanizado más rápido y eficiente. Al sustituir un centro de mecanizado con husillo BT40 común, se puede esperar una reducción de consumo de energía del 80 %.

Mejora de la imagen corporativa

Con la llegada del término inversión ESG (Inversión Socialmente Responsable, por sus siglas en inglés), la reducción de las emisiones de CO2 tendrá un impacto directo en la rentabilidad y financiamiento para las empresas. El uso de máquinas eficientes ayudará a reducir el impacto medioambiental, lo que mejorará la reputación y la imagen de su empresa.

Mejora en la productividad

En el pasado, era habitual realizar cada paso a mano, uno por uno, utilizando máquinas herramienta universales. Hoy en día, sin embargo, los centros de mecanizado CNC controlados por computadora son la norma. Estas máquinas pueden funcionar automáticamente programando las condiciones de corte, lo que agiliza enormemente el proceso de mecanizado. Ya que las máquinas energéticamente eficientes suelen incorporar operaciones de alta eficiencia y tecnologías avanzadas, su introducción conducirá a mejoras en la productividad.

La introducción de máquinas herramienta con alto rendimiento medioambiental para reducir el consumo energético

Trabajar para reducir el consumo de energía en las máquinas herramienta ayuda a reducir tanto el impacto medioambiental como los costos. Considere si puede reducir el consumo de energía en su proceso de producción actual revisando sus procesos de trabajo y condiciones de corte, u optimizando su consumo de aire. En muchos casos, el consumo de energía se puede reducir considerablemente simplemente sustituyendo los equipos antiguos por máquinas más eficientes. Considere la posibilidad de invertir en nueva maquinaria con funciones de ahorro de energía, ya que también ofrecen ventajas como una mayor eficiencia en la producción y una reducción de los costos de mantenimiento.