Colaboración para impulsar el futuro de la industria

El liderazgo en la fabricación consiste en superar los límites: descubrir nuevas formas de hacer las cosas, hacer un seguimiento de los últimos descubrimientos, aprovechar las nuevas tecnologías y técnicas de investigación y acorralar el mercado de talentos prometedores.

“Trabajamos en temas de vanguardia e invertimos nuestros propios recursos internos para mantener el liderazgo en el campo”, afirma Ryan Evans, director de I+D, “pero también trabajamos con socios externos. Al igual que nosotros, están tratando de decidir qué riesgos técnicos debemos asumir hoy para impulsar los desarrollos del mañana”.

Actualmente, los investigadores de Timken se asocian con una docena de universidades y laboratorios nacionales, incluida la Universidad de Purdue y el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, así como la Universidad de Aquisgrán en Alemania y la Universidad de Sheffield en el Reino Unido. Los proyectos van desde el desarrollo de aleaciones hasta el modelado dinámico y la ingeniería de aplicaciones.

Los beneficios de la asociación

Además de expertos especializados, profesores y estudiantes, los socios técnicos a menudo ofrecen activos y equipos de última generación, a veces fuertemente regulados. Oak Ridge es un ejemplo: Es una de las pocas instalaciones en el mundo con equipos de dispersión de neutrones que dependen de la fisión nuclear, algo que pocos laboratorios en el mundo están autorizados a hacer.

“Muchos conocimientos actuales que impulsan la sostenibilidad y la eficiencia energética de los clientes de Timken tienen sus raíces en nuestras relaciones académicas de larga data en el campo de la reología”, comenta [Ryan] Evans.

Las asociaciones con la universidad también brindan a los investigadores de Timken la oportunidad de descubrir y reclutar estudiantes talentosos, la próxima generación de liderazgo tecnológico. “Nos esforzamos constantemente por contratar a los mejores y más brillantes, y nuestros proyectos de investigación conjuntos son una excelente manera de descubrirlos en el campo”, comenta Evans. Trabajar en estrecha colaboración con las universidades ayuda a Timken I+D a conectarse y captar a los estudiantes con el más alto nivel que realizan trabajos prometedores en campos que son importantes para la empresa.

Los beneficios van en ambos sentidos. “Nuestros socios técnicos obtienen acceso a la perspectiva industrial de Timken, una visión de nuestra comprensión de lo que el mercado necesita y lo que agrega valor”, sostiene Evans. “Los investigadores destilan esa información hasta los fundamentos técnicos en los que pueden trabajar de una manera común para hacer investigación precompetitiva. Juntos, publicamos esa investigación e impulsamos la última generación”.

Ayudar a los clientes de Timken a liderar sus industrias

Algunas asociaciones, como la de la Universidad de Purdue, se remontan a décadas atrás. “Muchos de nuestros modelos de análisis dinámico de rodamientos se originaron con la ciencia básica desarrollada en colaboración con Purdue hace muchos años”, comenta Evans. Estos modelos ofrecen a los ingenieros de Timken la capacidad de analizar y predecir el rendimiento de los rodamientos, para ayudar a los clientes a comprender cómo funcionará su aplicación en el campo.

Hace unos años, cuando los clientes de movilidad eléctrica comenzaron a pedir a los ingenieros de Timken que predijeran la eficiencia de los rodamientos en sus sistemas, Evans y su equipo recurrieron a Georgia Tech para ayudarles a comprender cómo cambia la viscosidad del aceite bajo presión. Los líderes de la empresa decidieron invertir en algunos de los equipos que vieron en Georgia Tech y hoy en día, el laboratorio de reología de Timken juega un papel importante en el avance de la tecnología de los vehículos eléctricos.

Hoy en día, el equipo de reología está trabajando con la Universidad de Akron en innovaciones de lubricantes a base de agua. “Muchos conocimientos actuales que impulsan la sostenibilidad y la eficiencia energética de los clientes de Timken tienen sus raíces en nuestras relaciones académicas de larga data en el campo de la reología”, afirma Evans.

El futuro: IA y aprendizaje automático

En los próximos años, Evans espera ver más asociaciones centradas en la inteligencia artificial y el aprendizaje automático. “Estamos estudiando la inteligencia artificial para la tecnología de control de calidad, y para aprovechar nuestro conocimiento y archivos para capacitar a nuevos ingenieros”, explica Evans. “También lo estamos estudiando para el monitoreo y control de máquinas, la automatización del taller y las fábricas del futuro”.

A medida que la tecnología revela nuevas posibilidades en el mundo, los socios académicos de Timken ayudan a la empresa a mantenerse a la vanguardia para que los clientes también puedan hacerlo. “Esas relaciones externas nos permiten experimentar y probar conceptos técnicamente inciertos al mismo tiempo que nuestros investigadores internos ajustan y prueban las tecnologías a más corto plazo que continúan llevando a nuestra industria hacia el futuro”, sostiene Evans.

El equipo de I+D de clase mundial de Timken colabora con laboratorios nacionales y universidades de todo el mundo. Aquí hay una mirada interna a algunos proyectos que definen el futuro que investigamos actualmente.

Desarrollar los materiales del futuro

Ryan Evans, director de I+D

Socios: Laboratorios nacionales Ames y Argonne

Objetivos del programa:

Desarrollar dos nuevas aleaciones que mejorarán significativamente la vida útil de los rodamientos en entornos hostiles, como turbinas eólicas y bombas de hidrógeno líquido.

¿Por qué asociarnos?

Este proyecto alinea a un equipo de integración vertical de las principales instituciones de investigación y socios de la industria para acelerar el desarrollo de aleaciones ligeras, de alta entropía y superelásticas que ayudarán a transformar el panorama de la producción de energía global.

Resultados para el cliente:

El equipo ha puesto su mirada en el desarrollo de aleaciones que reducirán los costos operativos y de mantenimiento de las turbinas eólicas en un 20-40 %, aumentando la vida útil de los rodamientos en más del 100 % para esas aplicaciones.

Las nuevas aleaciones también permitirán la iniciativa Earthshot del Departamento de Energía de los Estados Unidos, que tiene como objetivo reducir el costo del hidrógeno limpio en un 80 % para 2030. Los obstáculos de materiales actuales impiden la proliferación de aplicaciones de almacenamiento, distribución y transporte de energía basadas en hidrógeno, como las turbinas de gas que impulsan los aviones de pasajeros.

“Estamos entusiasmados de investigar materiales modernos, no siderúrgicos, como estas aleaciones de alta entropía y superelásticas para ver si pueden aportar valor a nuestros productos, tanto en condiciones ambientales estándar como extremas. Tiene sentido asumir ese desafío asociándose con los laboratorios nacionales Ames y Argonne, dos de las principales instituciones de investigación del mundo”.

– Ryan Evans

Resolución del fallo prematuro de los rodamientos del eje principal de turbinas eólicas

Scott Hyde, científico sénior, I+D de materiales

Socios: Laboratorio Argonne

Objetivos del programa:

Comprender el efecto de las corrientes eléctricas perdidas en los daños por grietas de corrosión blanca por ataque ácido (WEC) en los rodamientos del eje principal de turbinas eólicas. Investigar factores tribológicos y materiales, incluyendo la morfología del acero, composición, tratamiento térmico y química del lubricante.

¿Por qué asociarse?

Un cliente de Timken solicitó la participación de Timken en este estudio, que podría llevarse a cabo de manera más eficiente en el Laboratorio Nacional Argonne que en las instalaciones de Timken. Timken proporciona preparación de muestras, análisis de materiales y experiencia en rodamientos, al tiempo que adquiere conocimientos y una solución potencial para un problema apremiante de los clientes de energía eólica.

Resultados para el cliente:

El conocimiento resultante de esta investigación podría ayudar a la industria a ofrecer sistemas de rodamientos de turbinas eólicas más resistentes a las condiciones extremas presentes en las aplicaciones de energía eólica.

“Es energizante interactuar, discutir los resultados y compartir experiencias con otros líderes de la comunidad de investigación sobre este tema emocionante y relevante”.

– Scott Hyde

Evaluación de recubrimientos de óxido negro a nivel atómico

Vikram Bedekar, gerente de desarrollo de materiales de I+D

Lizeth Sánchez, ingeniera principal de materiales

Socios: Laboratorio de Oak Ridge

Objetivos del programa :

Reducir el tiempo de procesamiento y mejorar el rendimiento del recubrimiento de óxido negro utilizado en los rodamientos de turbinas eólicas mediante un análisis de tomografía con sonda atómica para revelar su composición y estructura.

¿Por qué asociarse?

El revestimiento de óxido negro utilizado para mitigar el desgaste y mejorar el rendimiento en los rodamientos de turbinas eólicas es extremadamente delgado, lo que hace que sea difícil de caracterizar. El Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) del Departamento de Energía de los Estados Unidos ofrece instrumentos avanzados de tomografía con sonda atómica, lo que permite a los investigadores de Timken evaluar la química del recubrimiento de óxido negro a nivel atómico para ver cómo están organizados los átomos.

Resultados para el cliente:

Con los conocimientos de esta investigación, el equipo está identificando formas de reducir el costo de los recubrimientos de óxido negro, lo que permite lograr recubrimientos funcionales similares con tiempos de ciclo de proceso reducidos. Al comprender los componentes del recubrimiento, el equipo también espera identificar formas de mejorar el rendimiento del recubrimiento con el tiempo.

“Esta fue mi primera vez trabajando en este laboratorio histórico, y pude recorrer las instalaciones y ver todos los diferentes microscopios. Fue asombroso analizar el material a ese nivel, entender su composición atómica, y ser parte del proceso de principio a fin.”

– Lizeth Sánchez


El programa Innovation Spotlight recompensa a los investigadores de I+D que aportan valor al cliente e impulsan el éxito de Timken. Leer más.