Máquina laminadora de matrices planas de Baier & Michels y el proceso ECCO TEC: proceso combinado de prensado y laminado para la fabricación de piezas de precisión sin virutas

Revolución en la ingeniería mecánica: Cómo este nuevo proceso de laminación ahorra un 80% de material

La entrega e instalación de un laminador de matrices planas de 125 toneladas en la planta de Rohrbach, en Ober-Ramstadt, supone mucho más que una proeza logística durante un nevado fin de semana de enero. Tras este acontecimiento se esconde una transformación fundamental de la fabricación industrial, que ejemplifica cómo las empresas alemanas deben responder a la creciente presión competitiva global. El sistema desarrollado por Baier & Michels representa una respuesta tecnológica a una pregunta fundamental: ¿Puede la fabricación altamente automatizada y sin virutas compensar las ventajas de costes de los competidores asiáticos y, al mismo tiempo, cumplir con los imperativos ecológicos?

Disrupción tecnológica en la fabricación de piezas de precisión

Una máquina laminadora de mordazas planas representa un cambio de paradigma fundamental en la producción de piezas de precisión de mango largo. El proceso se basa en el principio del conformado en frío mediante dos mordazas de laminación planas contrarrotatorias, una fija mientras la otra se mueve horizontalmente mediante un mecanismo de manivela. La pieza, colocada entre las mordazas, se conforma progresivamente gracias a la geometría en forma de cuña de las mordazas, girando simultáneamente y reduciendo su área transversal.

A diferencia de las máquinas laminadoras con matriz rotativa, que operan de forma continua y alcanzan ciclos más altos, las máquinas de matriz plana ofrecen ventajas decisivas para lotes medianos y geometrías complejas. La principal ventaja reside en los costes de inversión significativamente menores, combinados con la flexibilidad, lo que hace que el proceso sea especialmente adecuado para el sector manufacturero europeo de tamaño medio. La tecnología b&m-ECCO TEC, desarrollada por Baier & Michels, combina los procesos de prensado y laminado en un proceso de fabricación sin viruta que permite producir componentes que tradicionalmente se fabricaban mediante múltiples pasos de mecanizado en un único proceso integrado.

La importancia de esta tecnología solo se hace evidente al compararla con el mecanizado convencional. Los vástagos de pistón, husillos de ajuste y ejes de transmisión se fabrican típicamente mediante torneado, fresado, tallado de engranajes, tratamiento térmico y rectificado final: un proceso de varias etapas que consume mucho material y energía. El conformado en frío sin viruta, en cambio, aprovecha casi por completo la materia prima, ya que no se producen virutas. Se puede lograr un ahorro de material de hasta un 80 % en piezas complejas conformadas en frío. Este ahorro se traduce en importantes beneficios ambientales: las emisiones de CO2 se reducen hasta en un 67 % gracias a la eliminación de los procesos de reciclaje de virutas metálicas, que consumen mucha energía, y la demanda de materias primas se reduce drásticamente.

El endurecimiento por acritud del material durante el proceso de conformado ofrece una ventaja metalúrgica adicional. Las fibras del material no se cortan; en cambio, aumenta la densidad de dislocaciones en las redes cristalinas, lo que resulta en una estructura superficial más densa y especialmente resiliente. Este endurecimiento por acritud elimina la necesidad de tratamientos posteriores, como el temple, y al mismo tiempo permite valores de resistencia superiores a los de los componentes mecanizados. Para aplicaciones críticas para la seguridad en cilindros hidráulicos, donde los vástagos de pistón están sometidos a enormes fuerzas de compresión y tracción, esto representa una mejora significativa de la calidad.

Importancia estratégica para la ingeniería mecánica alemana

La inversión de 20 millones de euros de Baier & Michels, empresa del Grupo Würth con cerca de 500 empleados, debe considerarse en el contexto de una amenaza fundamental para la base industrial alemana. La ingeniería mecánica alemana, tradicionalmente la columna vertebral de esta nación orientada a la exportación, con más de 1,2 millones de empleados y una cuota de exportación superior al 70 %, se enfrenta a un ataque sistemático de la competencia china.

Mientras que la cuota de mercado de Alemania en las exportaciones mundiales de maquinaria disminuyó al 15,2 % entre 2013 y 2023, la de China aumentó del 14,3 % al 22,1 % durante el mismo período. Este cambio no se debe únicamente a las ventajas comparativas en costes, sino también a una ofensiva de política industrial: en 2019, los fabricantes chinos de maquinaria recibieron subvenciones directas e indirectas por un promedio de 15,7 millones de euros por empresa, lo que les permitió ofrecer productos a precios en ocasiones un 50 % inferiores a los alemanes. Al mismo tiempo, el 61 % de los miembros de la VDMA prevé que su posición competitiva será solo regular o deficiente dentro de cinco años.

En este contexto, la decisión de Baier & Michels de invertir 20 millones de euros en su planta de Ober-Ramstadt, contrariamente a la tendencia de trasladar la producción al extranjero, representa una estrategia de posicionamiento. El director general, Jörg Pohl, explicó claramente la razón: la tecnología de producción de la nueva nave ofrece ventajas tan significativas que es seguro que se invertirá más en ella. Afirmó que la empresa ha desarrollado productos prácticamente inigualables y que ofrecen ventajas tan elevadas para el cliente que, por ejemplo, los costes laborales no son la consideración principal.

Esta afirmación revela tanto el dilema central como la posible solución. Los costes laborales alemanes son estructuralmente más altos que en Asia, pero los procesos de fabricación altamente automatizados y con un uso intensivo de tecnología pueden compensar con creces esta desventaja si, simultáneamente, reducen los tiempos de producción entre ocho y diez veces y reducen drásticamente los costes de material. La tecnología TEC de b&m-ECCO crea así una ventaja competitiva que no puede replicarse en países con salarios bajos simplemente reduciendo costes.

Jana Tischler, directora de Ventas a Nuevos Clientes de Baier & Michels, destacó la alta presión del mercado asiático como otro aspecto estratégico. La máquina asegura la planta de producción de la empresa en Alemania, a la vez que garantiza rutas de transporte muy cortas dentro de Europa. Esta afirmación apunta a una ventaja estructural que cobra mayor importancia debido a los cambios geopolíticos. La resiliencia de las cadenas de suministro globales se ha convertido en una prioridad desde las interrupciones y tensiones geopolíticas relacionadas con la pandemia. Las cadenas de valor locales o regionales minimizan los riesgos de transporte, reducen las emisiones y permiten tiempos de respuesta más rápidos a las necesidades de los clientes.

La decisión de ubicar la producción en Alemania en lugar de deslocalizarla a países vecinos de la UE o relocalizarla desde Asia también debe evaluarse desde una perspectiva macroeconómica. Los estudios demuestran que, si bien una estrategia de relocalización intersectorial reduce las dependencias, también conlleva pérdidas significativas de prosperidad. La relocalización completa reduciría el PIB alemán en casi un 10 %, ya que se perderían las ventajas de especialización de la división global del trabajo. No obstante, la relocalización estratégica puede ser beneficiosa en sectores clave con alto valor añadido y complejidad tecnológica, especialmente cuando se combina con el aumento de la productividad mediante las tecnologías de la Industria 4.0.

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Sinergias económicas y ecológicas

El reconocimiento con el Premio Alemán de Sostenibilidad 2025 subraya el doble beneficio de la tecnología: eficiencia económica y eficacia ecológica. El jurado reconoció explícitamente su contribución a la reducción del consumo de recursos primarios y el aumento de la eficiencia en un sector con alta demanda. Al fortalecer las cadenas de valor regionales y evitar el transporte de larga distancia, el proceso también contribuye a la reducción de emisiones.

Esta combinación es muy relevante desde la perspectiva de la política industrial. La taxonomía de la UE y unos objetivos climáticos más estrictos están obligando a las empresas a descarbonizar su producción. Al mismo tiempo, los costes energéticos en Europa están aumentando estructuralmente por encima de los niveles asiáticos, lo que pone en peligro la competitividad de las industrias con un consumo intensivo de energía. Por lo tanto, las tecnologías que combinan reducciones drásticas de CO2 con ahorros de costes se están convirtiendo en un factor competitivo clave.

La eficiencia del material en el conformado en frío influye en varios aspectos. En primer lugar, disminuye el consumo directo de material, lo que, dada la volatilidad actual de los precios de las materias primas, reduce inmediatamente los costes de producción. En segundo lugar, se eliminan los costes de eliminación de virutas metálicas. En tercer lugar, el consumo energético se reduce significativamente, ya que no se requiere un tratamiento térmico intensivo y el conformado en frío se realiza a temperatura ambiente. En cuarto lugar, la mayor precisión de las piezas conformadas permite tolerancias más ajustadas sin necesidad de rectificados posteriores, lo que se traduce en un mayor ahorro de energía y tiempo.

La perspectiva de la economía circular refuerza estas ventajas. El aprovechamiento casi completo de los materiales minimiza la necesidad de materias primas. Al mismo tiempo, los componentes conformados en frío son más duraderos gracias a su mayor resistencia, lo que prolonga la vida útil del producto y reduce el consumo de recursos durante toda su fase de uso. Diversos estudios demuestran que se pueden lograr reducciones de CO2 de hasta un 30 % prolongando la vida útil de los componentes mediante procesos de fabricación optimizados.

Áreas de aplicación y relevancia industrial

La importancia de la tecnología de laminación de matrices planas se hace evidente en las áreas de aplicación de las piezas de precisión fabricadas. Los vástagos de pistón son componentes clave de los cilindros hidráulicos utilizados en maquinaria de construcción, equipos de minería, instalaciones offshore y prensas industriales. Estos cilindros convierten la presión hidráulica en fuerza mecánica y deben soportar cargas extremas. La calidad del vástago de pistón (su acabado superficial, rectitud, dureza y resistencia) determina significativamente la fiabilidad operativa y la vida útil de todo el sistema hidráulico.

Los husillos de accionamiento y los ejes de transmisión se encuentran en máquinas herramienta, sistemas de posicionamiento y cajas de engranajes. Transmiten par o convierten la rotación en movimiento lineal, lo que requiere la máxima precisión y capacidad de carga. La posibilidad de fabricar estos componentes sin mecanizado, con perfiles complejos y diámetros variables a lo largo del eje longitudinal, abre nuevas posibilidades de diseño para la construcción ligera y el diseño funcional integrado.

El mercado de estos componentes es considerable. Se estima que el mercado mundial de cilindros hidráulicos alcanza varios miles de millones de euros anuales, con una demanda creciente impulsada por la expansión de las energías renovables, los proyectos de infraestructura y la automatización industrial. La capacidad de producir estas piezas con mucha mayor rapidez, rentabilidad y sostenibilidad no solo ofrece a los fabricantes una ventaja competitiva, sino que también reduce los costes a lo largo de toda la cadena de valor.

Esto es especialmente relevante en el contexto de la electromovilidad y la construcción ligera. El conformado en frío permite obtener componentes más ligeros con la misma o mayor resistencia y el mismo peso. Esto es fundamental para los sistemas de propulsión eléctrica y los soportes de baterías, donde cada kilogramo ahorrado aumenta la autonomía o reduce la capacidad de la batería. El conformado en frío también permite el uso de materiales base más rentables, que adquieren las propiedades mecánicas necesarias mediante el proceso de conformado.

Desafío logístico y complejidad operativa

El transporte y la instalación de la máquina de 125 toneladas ilustran la complejidad de los proyectos industriales a gran escala. Un vehículo de transporte pesado trasladó la pieza central de 100 toneladas desde Bélgica hasta Rohrbach en tres noches, acompañado de otros seis camiones que transportaban componentes adicionales. Grúas especiales tuvieron que elevar la pieza de la máquina a través del techo de la nueva fábrica. A pesar de una cuidadosa planificación, los retrasos en la llegada de los techadores debido a las condiciones invernales de la carretera y las dificultades para retirar los elementos del techo instalados permanentemente provocaron un retraso de cuatro horas.

Estos desafíos son un reflejo de las exigencias de los sistemas de fabricación modernos. La máquina se construyó en Bélgica, mientras que la nave de producción se construyó en Rohrbach en paralelo, un ejemplo de división internacional del trabajo, incluso en proyectos europeos. La coordinación de la construcción de la nave, la fabricación de la máquina, el transporte, el montaje de la grúa y la instalación final requiere una gestión de proyecto precisa y la participación de numerosos especialistas.

Tras la instalación de la máquina, comienza la fase de puesta en marcha y arranque de la producción. Durante esta fase, se deben optimizar los parámetros del proceso, ajustar las herramientas y capacitar al personal hasta que se alcance la producción en serie y se puedan alcanzar los tiempos de ciclo previstos con fiabilidad.

Integración de la digitalización y la industria 4.0

Los laminadores modernos están cada vez más equipados con funcionalidades de la Industria 4.0. Los sensores registran los parámetros del proceso en tiempo real, los sistemas de control con autoaprendizaje compensan de forma autónoma las variaciones específicas del material y los datos de las herramientas se leen automáticamente mediante código DMC. Esta integración digital permite la trazabilidad de las piezas, el mantenimiento predictivo y la optimización continua de los procesos.

El sistema de control de autoaprendizaje desarrollado por Baier & Michels representa una ventaja competitiva propia. Estos sistemas adaptativos son cruciales para la rentabilidad, ya que reducen los desperdicios, acortan los tiempos de preparación y maximizan la utilización de la planta. En una industria donde los márgenes se reducen debido a la presión de los precios, la diferencia entre el 85 % y el 95 % de utilización de la planta puede marcar la diferencia entre las ganancias y las pérdidas.

La digitalización también abre nuevos modelos de negocio. El mantenimiento remoto, el mantenimiento predictivo y la consultoría de procesos basada en datos pueden comercializarse como servicios adicionales. La conexión de la máquina con el sistema de planificación de la producción permite ajustes casi en tiempo real a las fluctuaciones de los pedidos y optimiza la gestión de la cadena de suministro.

Una empresa mediana demuestra cómo se hace: el modelo para la competitividad de Alemania

El desarrollo de Baier & Michels ejemplifica un posible camino para la ingeniería mecánica alemana: liderazgo tecnológico mediante la innovación de procesos, sostenibilidad como factor diferenciador y seguridad estratégica de las instalaciones mediante saltos de productividad. El éxito de esta estrategia depende de varios factores.

En primer lugar, el marco político debe ser adecuado. Los costos energéticos, la burocracia, la carga fiscal y la calidad de la infraestructura son factores clave para determinar el atractivo de una ubicación. La VDMA (Federación Alemana de Ingeniería) exige, con razón, reformas fundamentales: mejora de la infraestructura, competitividad internacional del sistema tributario, reducción de los obstáculos regulatorios y garantía de precios energéticos asequibles. Sin estas mejoras estructurales, la excelencia tecnológica de las empresas individuales no será suficiente para estabilizar la ubicación en su conjunto.

En segundo lugar, la escalabilidad es crucial. La tecnología TEC de b&m-ECCO debe consolidarse en el mercado y aplicarse en cantidades significativas para lograr un impacto generalizado. Esto requiere referencias convincentes de clientes, transferencia de tecnología y, potencialmente, la concesión de licencias a otros fabricantes. El Grupo Würth, con su red global y su solidez financiera, puede actuar como multiplicador en este proceso.

En tercer lugar, debe mantenerse la intensidad de la investigación y el desarrollo. Las 28.000 horas de trabajo de desarrollo de la máquina actual demuestran la innovación continua que se requiere. La financiación pública de la investigación, la colaboración con universidades e institutos de investigación y la protección de la propiedad intelectual son factores cruciales para el éxito.

En cuarto lugar, no se puede ignorar la dependencia del mercado chino. China es el segundo mercado de exportación más importante para la ingeniería mecánica alemana y, al mismo tiempo, el principal proveedor de maquinaria de Alemania. Una disociación unilateral causaría pérdidas significativas en la prosperidad. Por lo tanto, la estrategia debe lograr un equilibrio entre la diversificación de los mercados de venta, el aumento de la competitividad en Europa y la cooperación selectiva con China en áreas no críticas.

La instalación de la máquina laminadora de matrices planas más grande del mundo en Rohrbach es, por lo tanto, más que una simple obra maestra técnica. Es una declaración de intenciones sobre la viabilidad futura de Alemania como centro industrial: una prueba de que los países con salarios altos pueden mantenerse a flote en la competencia global mediante la innovación, la sostenibilidad y la excelencia tecnológica. En los próximos años se sabrá si este ejemplo sienta precedente o se convierte en una excepción. Una cosa es segura: la carrera no está perdida, pero la diferencia con la competencia se reduce con cada reforma retrasada y cada inversión fallida.

Konrad Wolfenstein

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