Hacerlos rápido, de diferentes tipos y no cargarlos demasiado, son los objetivos de fabricación en Estados Unidos y esto incluye a los motores eléctricos.

Las demandas de flexibilidad están comenzando a afectar tanto a los OEM (Original Equipment Manufacturer) como al mercado de posventa (aftermarket), con un fuerte impacto sobre la producción de bobinas, la parte más intrincada del ensamblaje del motor. Estas demandas repercuten tanto en los fabricantes de bobinas como en sus proveedores de máquinas bobinadoras. Los más avanzados invierten en equipos de bobinado capaces de producir una variedad de núcleos rápidamente.

Pete Morreale, director de marketing de Alliance Winding Equipment, empresa de máquinas bobinadoras especializada en bobinas para motores de baja potencia, plantea que el cliente está a la espera de flexibilidad. El consumidor final del motor exige variaciones en el voltaje o simplemente un voltaje más alto, clasificación de velocidad y otros factores, todo dentro del tamaño estándar.

Morreale agrega que, si bien la demanda de motores de corriente alterna trifásicos simples y productos similares probablemente nunca desaparezca, éstos son considerados actualmente como productos básicos y al igual que otros productos básicos se fabrican en países en donde el costo de fabricación resulta más barato: China, India, Filipinas, entre otros. Es por ello que, según Morreale, los OEM al igual que el mercado de posventa de Estados Unidos, deberían concentrarse más en motores personalizados, ya que este tipo de motores no pueden comprarse en India o China, porque tardarían semanas en llegar y el cliente no está dispuesto a esperar.

Paradójicamente, si bien Asia es una fuente de motores básicos de bajo costo, algunos observadores de la industria afirman que se está convirtiendo rápidamente en un mercado de motores innovadores de alto rendimiento así como también del equipamiento bobinador. Esto posiblemente se deba al rápido crecimiento de la industria en el continente asiático. Según un análisis realizado por IHS Markit Industrial Automation, Asia representa el 43% de las compras mundiales de motores eléctricos, mientras que América del Norte y América del Sur solo logran el 27%.

Al respecto, Scott Brickell, gerente de ventas de CAM Innovation, fábrica de máquinas bobinadoras para bobinas de motores grandes, plantea que las ventas de motores están creciendo en Asia en gran parte porque dicho continente, con muchas naciones en desarrollo, está poniéndose al día en la economía mundial. Y agrega que, cada vez que alguien, ya sea una persona o un país comienza a utilizar una tecnología por primera vez, corre con la ventaja de comenzar con la versión más nueva de esa tecnología, y en el caso de las bobinas, esto se ve principalmente en el mercado de posventa.

Brickell explica que en Estados Unidos, se encuentran las tiendas de bobinas más antiguas, las cuales no han tenido en cuenta el avance de la tecnología. Las tiendas tradicionales con precios bajos que avalan el spot de “no comprar otro equipo hasta que el que uno posee se rompa por completo y no pueda ser reparado”. Y agrega que este tipo de situación no se ve en Asia u otras partes del mundo. En otras palabras, una persona que en la actualidad decida abrir una tienda de bobinas, no lo hará con la tecnología que se utilizaba en los años ‘20 sino con la utilizada actualmente.

Bobinas de borde enrollado

Dan Gorman, presidente de Gorman Machine, otra empresa proveedora de máquinas bobinadoras, cuenta que en una oportunidad, un cliente chino le mostró algunas bobinas de pequeño calibre hechas con alambre bobinado de borde plano. 

En ese momento, Gorman pensó que las mismas tenían un aspecto novedoso y eso lo inspiró a desarrollar su máquina más nueva, a la que llamó Sidewinder. Esta máquina es capaz de fabricar bobinas de alambre plano para motores pequeños. Este tipo de bobinas se utilizan en los motores grandes, como es el caso de los generadores, pero son relativamente nuevas para motores pequeños. Es por ello que Gorman, hasta el momento, no ha podido encontrar ningún cliente interesado en su máquina Sidewinder. 

Las bobinas de alambre plano son tan nuevas que la mayoría de los ingenieros no están familiarizadas con ellas por lo que no sabrían cómo aplicarlas, plantea Gorman.

No obstante, este tipo de bobinas tienen el potencial de abordar algunas de las demandas actuales de los compradores de motores pequeños.

Gorman explica que empacar más cobre en un espacio más pequeño hace que el motor sea más potente. En este sentido, el alambre plano deja menos espacio de aire entre las bobinas que el alambre redondo, lo que permite una mejor disipación del calor.

Brickell plantea que las bobinas de borde enrollado probablemente crezcan en el mercado pronto, principalmente en el mercado de autos eléctricos. Estas bobinas son una versión mejorada de las bobinas preformadas de alambre redondo, al igual que éstas últimas fueron una mejora de las bobinas aleatorias.

Gorman añade que en la actualidad todo se está volviendo más pequeño y lo que se busca es conseguir la mayor cantidad de cobre en el menor espacio posible. En este sentido, los fabricantes de motores quieren capas más perfectas, por lo que quieren un cableado más pequeño, que quepa en bobinas cada vez más pequeñas. Obtener la mayor cantidad de cobre posible en el motor es un principio que ha estado impulsando a la industria desde que Gorman puede recordar. De hecho en el sitio web de su empresa hay un artículo de revista sobre cómo obtener la mayor cantidad de cobre en una bobina, que data de Julio de 1969.

Claramente en la actualidad la producción en las fábricas se ha vuelto mucho más automatizada a como lo era en 1969. En el caso de las fábricas de máquinas bobinadoras, las más avanzadas han incorporado control numérico por computadora (CNC), componentes de servo-drive y otros tipos de automatización en sus equipos.

Máquina bobinadora automática de CAM Innovation

Chris Spejna, presidente de Odawara Automation, fábrica de equipamiento bobinador, explica que las máquinas bobinadoras con controles de computadora/servo permiten a los usuarios cambiar el calibre de alambre, giros y en muchos casos, el patrón de bobinado.

Al respecto, Morreale añade que el aumento de los posibles ejes de movimiento, con un mejor software para controlarlos, es la clave para mejorar la versatilidad de las máquinas bobinadoras ya que, según Morreale, uno puede estar “enrollando algo” para construir un motor y tener al final del proceso 24 servo ejes cuando en realidad un sistema que fabrica piezas de máquinas puede considerarse avanzado con tan solo cinco. Brickell agrega que si bien los robots se utilizan en ocasiones en tareas simples como pegar, insertar o formar bobinas, aún no son utilizados en el bobinado en sí porque no están configurados para manejar alambre. Por lo que, Morreale concluye en que un robot no es una máquina de bobinado en la actualidad, pero que quizás algún día lo sea.

Máquinas y mano de obra

Cuando se trata de versatilidad, probablemente nada supere al ser humano. Es por ello que muchos proveedores de motores, especialmente en el mercado de posventa, dependen del trabajo manual. La mayoría de los negocios de posventa necesitan mayor versatilidad que los OEM, ya que no pueden concentrarse en sólo unos pocos tipos de motores.

Un OEM hace las mismas cosas una y otra vez, explica Brickell. Si fabrican bobinas, hacen la cantidad necesaria una y otra vez, sea cual sea el tipo de bobina, por lo que pueden diseñar una máquina que realice el tipo de bobina particular que producen. En cambio, una persona que trabaja en el mercado de posventa nunca sabe qué tipo de trabajo le tocará realizar el día de mañana.

El depender de la mano de obra manual le da al mercado de posventa el tipo de problemas comunes que tienen las industrias que dependen del trabajo manual, como por ejemplo el hecho de que la producción requiera de mano de obra especializada y ésta sea cada vez más escasa. 

Steve Miller, vicepresidente de la fábrica de bobinas Samatic, plantea que cada vez es más difícil conseguir mano de obra especializada para reemplazar a los empleados retirados.

Otro problema es que los empleados simplemente no pueden trabajar de manera tan rápida o constante como lo hace una máquina, lo que aumenta el costo de cada motor.

Morreale propone que el sistema de producción sea más asequible que el costo de  exigirle a un empleado “meter las bobinas en un estator en menos de seis horas”. Es decir, poder lograr tiempos de cambio más productivos y más rápidos.

Los fabricantes de equipamiento bobinador más automatizados esperan en general que sus clientes vean cada vez más el valor de la versatilidad en sus productos, ya que ellos mismos necesitarán de esa versatilidad.

Morreale concluye que muchos potenciales clientes tienen un enfoque limitado y todavía piensan que pueden producir grandes cantidades de motores y competir cara a cara con los países del Tercer Mundo. En cambio, a los que se dan cuenta de que eso no es posible, entre los cuáles él se incluye, les va bien. 

Artículo original: Electrical apparatus, Septiembre 2017