Conformado de tubos no convencional: una década desafiando las convenciones

Diez años después de hacerse con la propiedad de Timeless Tube, el director general, Tom McMillan, repasa algunos de los proyectos que han ampliado los límites de lo que se creía posible, y explica por qué cuestionar las suposiciones puede ser clave en ese proceso.

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Por Tom McMillan, director general de Timeless Tube

Cuando adquirí Timeless Tube, la empresa ya contaba con más de 25 años de experiencia especializada en el conformado de tubos. Durante la última década hemos seguido avanzando sobre esa base: nuevos perfiles, una mayor capacidad de fabricación y aplicaciones que nunca hubiéramos podido prever.

Lo que más me interesa son las consultas que empiezan cuando alguien nos pide algo que no puede comprar fácilmente —o algo que no estamos del todo seguros de poder fabricar—. Algunos de nuestros trabajos más interesantes han surgido al poner a prueba una idea que parecía difícil o poco probable, y descubrir que lo que se percibía como un límite no lo era en absoluto.

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Que «no lo hayamos hecho antes» no significa que no se pueda hacer.

La experiencia en ingeniería es valiosa, pero también puede llevarte a tener ideas preconcebidas sobre lo que funcionará y lo que no. He aprendido a cuestionar mis propias expectativas.

Ante algunas consultas, mi primera reacción es pensar que no estoy seguro de que podamos hacerlo. A veces lo intentamos y descubrimos que teníamos razón: los materiales no siempre se comportan como esperamos, y es sabido que los tubos pueden saltar, combarse o doblarse cuando los llevamos al límite. Pero a veces nos llevamos una grata sorpresa.

Un ejemplo es el de Unform Studio, un estudio estadounidense de diseño de iluminación y mobiliario, y su encargo de una lámpara escultural, que se fabricó utilizando uno de nuestros tubos ovalados de paredes planas más grandes. Era necesario cortar una sección de tamaño considerable de las caras del tubo para poder alojar la iluminación LED. El acero inoxidable tiene una elasticidad innata, por lo que no podíamos estar seguros de cómo se comportaría el tubo al cortarle con láser secciones tan grandes de sus caras.

Sin embargo, el tubo resistió bien y la pieza resultante pasó a formar parte de un producto acabado de gran impacto visual. Nuestro experimento demostró que podemos cortar con láser con éxito secciones de la superficie de otros tubos conformados, lo que permite integrar aberturas, fijaciones o herrajes.

Eso es lo que me gusta de los encargos poco habituales: no solo ponen a prueba lo que eres capaz de hacer para un cliente, sino que a veces amplían lo que puedes hacer para el siguiente.

Las directrices de diseño no son necesariamente límites de fabricación

Existen buenas razones para seguir unas pautas de diseño. En el caso de los tubos elípticos y ovalados de lados planos, solemos recomendar una relación entre el eje mayor y el menor de aproximadamente 2:1. A medida que los perfiles de los tubos se vuelven más anchos y planos, el tubo puede deformarse, arrugarse o incluso colapsarse. Sin embargo, no existe una cifra concreta que defina su límite. Hemos fabricado con éxito tubos con una relación superior a 5:1.

El diámetro inicial, el espesor de la pared, el tipo de material y el cordón de soldadura son factores que influyen. Nuestras directrices constituyen un punto de partida razonable, no un límite estricto. Cuando un cliente solicita un perfil que se sale de nuestras proporciones habituales, evaluamos el material y la aplicación y, cuando procede, realizamos pruebas. A veces podemos ampliar la geometría más allá de lo esperado.

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La calidad del perfil acabado depende totalmente de la calidad del tubo redondo con el que partimos

Fabricamos nuestros tubos a partir de tubos redondos disponibles en el mercado mediante un proceso de conformado en frío. Sin embargo, la calidad y la uniformidad de este material de partida son de vital importancia: el espesor de la pared, la uniformidad dimensional, el estado del material y, especialmente en el caso de los tubos soldados, la calidad y la posición del cordón de soldadura, son factores que influyen en la previsibilidad del proceso de conformado del tubo.

Podemos aceptar tubos redondos de libre suministro cuando un cliente o proveedor ya tiene acceso a un tipo de material o una fuente concretos, pero siempre debemos comprobar que sean aptos para el conformado.

Comprende la aplicación, no solo el plano

Saber cómo se va a utilizar el tubo puede ser tan importante para nosotros como conocer sus dimensiones. No todas las dimensiones tienen la misma importancia. Puede que sea necesario respetar al máximo el eje mayor, pero que haya más flexibilidad en el eje menor; saberlo de antemano nos permite ajustar las herramientas y el proceso para cumplir con la dimensión que realmente importa. Y si nuestro tubo tiene que encajar dentro de otro componente, la anchura y la altura totales no lo dicen todo: los radios de las esquinas y la geometría de acoplamiento determinan si dos piezas «compatibles» encajan entre sí.

Cuando los clientes nos envían la pieza de acoplamiento, esto nos permite ajustar el tubo durante la fabricación para garantizar un buen ajuste. Lo hemos hecho con los herrajes de las barras de empuje de las salidas de emergencia y con piezas aeroespaciales antiguas.

Las tolerancias más estrictas no son necesariamente mejores

También he aprendido a cuestionar las tolerancias en lugar de limitarme a aceptar sin más todas las cifras que aparecen en un plano. En ocasiones se nos pide que apliquemos tolerancias mucho más estrictas de lo que requiere la aplicación; a veces se trata de valores heredados de los ajustes predeterminados del CAD o de una plantilla estándar, y no de una decisión deliberada.

La precisión tiene un coste. Cumplir con una tolerancia innecesariamente estricta alarga los tiempos de mecanizado, fabricación, inspección y producción sin que ello mejore el rendimiento de la pieza. Una conversación con el equipo de ingeniería del cliente puede ayudar a determinar qué dimensiones son realmente críticas. El objetivo no es fabricar con la tolerancia más estricta que sea teóricamente posible, sino con la precisión suficiente para el fin al que está destinada la pieza.

Los tubos perfilados no son solo una cuestión de estética

Cuando compré la empresa, a nuestros perfiles se les solía llamar «tubos ornamentales» o «tubos decorativos». La estética es una de las razones fundamentales por las que la gente elige nuestros tubos, pero esos términos no hacen justicia a todo lo que pueden ofrecer. Nuestros perfiles también se eligen para aplicaciones de alto rendimiento en transferencia de calor, maquinaria de producción alimentaria, sistemas de automoción… una amplia gama de aplicaciones técnicas y mecánicas. El tubo ovalado de caras planas es una forma que permite un aprovechamiento especialmente eficiente del espacio para ingenieros y diseñadores de productos, no solo un adorno estético.

La fabricación de tubos no circulares puede resultar más económica que la de los tubos circulares

Nuestro tubo siempre será más caro que los tubos redondos estándar debido al proceso de conformado adicional. Sin embargo, varios proyectos de clientes han demostrado que, a largo plazo, un perfil conformado puede compensar ese coste si se tiene en cuenta la fabricación.

En un conjunto fabricado con un tubo ovalado muy plano, hemos prensado los extremos del tubo entre sí y hemos mecanizado un orificio para tornillo que atraviesa ambos tubos, lo que elimina la necesidad de utilizar fijaciones adicionales. El tubo ovalado de lados planos también presenta una impresionante resistencia a la flexión cuando se orienta según su eje menor, lo que permite luces sin apoyo más largas en las barandillas, con menos fijaciones y soportes necesarios.

Ahora podemos fabricar un tubo ovalado de paredes planas mucho más grande a partir de un tubo de 8" de diámetro exterior, que cuenta con una amplia sección hueca para alojar componentes electrónicos y de otro tipo. Sus caras pueden albergar cómodamente un panel táctil o una unidad de control. Este tubo FSO de acero inoxidable de gran tamaño ofrece a los fabricantes un diseño que aprovecha bien el espacio y requiere menos fijaciones.  

El coste del tubo solo representa una partida del coste total de una pieza. El menor número de fijaciones y soportes, así como el menor tiempo de montaje, pueden compensar el gasto inicial.

Existe una brecha entre lo que se puede fabricar y lo que la gente sabe que se puede fabricar

Sigue existiendo una brecha considerable entre lo que es técnicamente y comercialmente posible con los tubos, y lo que el mercado da por hecho que está disponible. Con frecuencia nos encontramos con diseñadores, ingenieros y compradores que dan por hecho que, si un perfil no está en stock, fabricarlo implica una producción a medida y un pedido muy grande. No es así. En Timeless Tube partimos de tubos redondos disponibles en el mercado y los conformamos en frío para crear un perfil no circular; los pedidos pueden oscilar desde una sola pieza hasta miles, por lo que el cliente puede crear prototipos y probar una nueva geometría sin comprometerse con volúmenes de producción.

Lo que llama especialmente la atención es la gran variedad que se consigue a partir de una gama reducida de materiales estándar. Cuando analizamos recientemente nuestros datos de producción, el 72 % de los tubos que fabricamos procedían de solo cinco diámetros exteriores redondos: 19,05 mm, 25,4 mm, 31,8 mm, 38,1 mm y 50,8 mm. Esos cinco tamaños iniciales se han convertido en perfiles ovalados de lados planos, ovalados elípticos, cuadrados redondeados, en forma de D y otros, utilizados en sectores totalmente diferentes.

Para el sector metalúrgico, eso supone una oportunidad. Es posible que el accionista ya nos esté suministrando precisamente el tubo redondo que necesitamos como materia prima. Es posible que ya dispongamos de las herramientas necesarias para transformarlo en el perfil que desea su cliente —o en uno de dimensiones similares que cumpla la misma función—. Y, en caso contrario, podemos evaluar si es viable desarrollar un nuevo perfil. Un distribuidor no necesita tener en stock cientos de perfiles especializados para que los clientes puedan acceder a ellos; lo que necesita es establecer una conexión entre el material que ya circula por la cadena de suministro y la capacidad de fabricación necesaria para darle forma.

Después de diez años, lo que me sorprende es la cantidad de clientes potenciales que aún no saben que podemos fabricar de esta forma. Esto significa que, en estos momentos, en todo el sector metalúrgico se están rechazando consultas que podrían traducirse en negocio para todos nosotros.

Diseño accesible y enfoque centrado en el usuario

Reconozco sin reservas que la innovación de Timeless Tube se debe a que nuestros clientes plantean preguntas en lugar de conformarse con el tubo circular estándar.

Creo que el diseño accesible es un ámbito en el que ese cuestionamiento cobra mayor importancia, y en el que me gustaría que se fomentara más durante la próxima década.

Uno de los mejores ejemplos en los que hemos participado es un proyecto de GKV Architects, que eligió nuestro pasamanos ovalado para un centro infantil público de Nueva York. Los pasamanos se instalaron a dos alturas diferentes, con medidas adaptadas a niños y adultos. El pasamanos de tubo circular, que es sin duda el más habitual en los espacios públicos, no resulta tan fácil de agarrar como uno de perfil ovalado. Pero GKV no se limitó a apartarse de lo habitual; diseñó la solución pensando en dos tipos de manos muy diferentes que utilizan la misma escalera.

Hemos observado ese mismo instinto más cerca de casa, en el caso de un marco ovalado de lados planos para un quiosco interactivo accesible en el Aeropuerto John Lennon de Liverpool, que se inclinó para facilitar el acceso a las personas en silla de ruedas. El perfil de cara plana, además de ser más fácil de montar que un tubo redondo, se eligió también porque no sobresalía hacia el espacio circundante como lo haría una sección circular, lo que lo convertía en un diseño más accesible para los usuarios de silla de ruedas. Se optó por el tubo ovalado de caras planas porque alguien pensó en cómo se utilizaría el objeto y, a partir de ahí, trabajó al revés.

Me gustaría que este enfoque centrado en el usuario se aplicara más a la arquitectura urbana, por ejemplo, a los bolardos, los postes y el mobiliario urbano. Los tubos que se utilizan en estas aplicaciones suelen ser circulares más por costumbre que por diseño. Un enfoque de diseño centrado en el usuario da prioridad a las personas y a sus necesidades, y a menudo implica poner a prueba las ideas con los propios usuarios para que las soluciones se adapten realmente a su vida cotidiana. Nuestro proceso funciona bien para este tipo de prototipado, ya que nuestro proceso de fabricación flexible nos permite realizar iteraciones con relativa facilidad.

«Tras diez años de trayectoria, ese es el modelo que quiero seguir fomentando: clientes que nos plantean un problema y nos piden que averigüemos si hay una forma mejor de abordar el proyecto. Así es como empiezan muchos de los mejores proyectos».

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Tom McMillan, director general de Timeless Tube

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