Casos de éxito – Página 22 – Goaltech Engineering Solutions

3D Systems construye mejores impresoras 3D con Geomagic Control X

Producto: Geomagic Control X
Industria: Diseño

3D Systems ha dedicado sus 30 años de historia a permitir a sus clientes optimizar sus diseños, transformar sus flujos de trabajo, llevar productos innovadores al mercado e impulsar nuevos modelos de negocio. Y la compañía se beneficia de las mismas soluciones de tecnología 3D en su propio negocio. Caso en cuestión: cuando llegó el momento de lanzar la impresora 3D ProX® SLS 6100, 3D Systems recurrió a su grupo de software interno Geomagic y socio de confianza Hexagon Manufacturing Intelligence para garantizar que las impresoras coincidieran con la alta calidad de su diseño.

Los componentes de calidad hacen productos de calidad

Control X LiveInspect 3D inspection of 3D Systems ProX SLS 6100

La ProX SLS 6100 es una impresora 3D industrial de precisión que debe cumplir con especificaciones exigentes para garantizar que construye piezas de calidad de producción de manera precisa y confiable, las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Lograr esta calidad requiere cumplir con estrictas tolerancias dimensionales, comenzando desde el principio con el marco de acero soldado que sirve como base de la impresora 3D industrial de más de 3000 lb (1360+ kg). Los marcos de la ProX SLS 6100 son fabricados por un proveedor especializado basado en diseños proporcionados por 3D Systems, y luego se entregan a las instalaciones de fabricación de 3D Systems en Rock Hill, Carolina del Sur, donde se ensamblan las impresoras.

Para garantizar que todos los productos se desarrollen y entreguen al más alto nivel con una mejora continua, toda la organización contribuye al control de calidad. Bryan Rough, Gerente del Programa de Fabricación para Sistemas 3D, apoya el proceso de fabricación de ProX SLS 6100, incluida la inspección de componentes como los marcos de las impresoras. “Necesitamos saber que todo sobre este nuevo producto cumple con las especificaciones de ingeniería y funciona extremadamente bien en el campo”, dijo Rough. “Tenemos varios requisitos críticos de planitud y paralelismo, y debemos asegurarnos de que estamos cumpliendo con nuestro compromiso con la calidad en todo momento”.

Ahorro de tiempo y dinero con la inspección 3D

Según Rough, si un marco está fuera de tolerancia y el problema no se descubre antes del ensamblaje, podría conducir a errores de fabricación que cuestan decenas de miles de dólares para corregir, sin mencionar el retraso en la entrega de impresoras a los clientes. Los requisitos de Rough son claros: inspeccionar rápidamente los bastidores grandes y pesados de la ProX SLS 6100 directamente en la fábrica con un compromiso de tiempo mínimo. “Este es un paso muy importante, pero también es solo un aspecto de mi trabajo, por lo que no tengo tiempo para convertirme en un experto en el uso de herramientas de inspección complejas. Necesito un sistema de inspección que pueda recoger un par de veces a la semana, obtener las mediciones que necesito, generar un informe y pasar a mis otros proyectos. Geomagic® Control X™ es perfecto para eso”.

Junto con una MMC óptica portátil AICON MoveInspect XR8 de Hexagon Manufacturing Intelligence, Geomagic Control X permite a Rough y sus compañeros de equipo medir la planitud, el paralelismo, la perpendicularidad y otras dimensiones y tolerancias geométricas (GD&T) directamente en el piso de la fábrica. Lo mejor de todo es que se tarda menos de una hora en configurarse, tomar medidas y generar un informe de inspección completo para cada fotograma ProX SLS 6100.

“El MoveInspect XR8 es ideal para medir estos grandes marcos soldados porque puedo usar la sonda inalámbrica en cualquier lugar en un gran volumen de medición. No tengo que preocuparme por los problemas de línea de visión debido a la capacidad de referencia dinámica del XR8 que me permite mover el dispositivo donde sea que lo necesite sin realinearlo”, dijo Rough. El software también facilita las cosas y fue intuitivo de aprender e incorporar en el proceso de fabricación. “Control X es muy sencillo de usar”, dice Rough. “Tuve medio día de capacitación en Control X meses antes de que el primer marco de la impresora estuviera listo, y cuando llegó el momento de recoger el software nuevamente, pude comenzar y terminar mi primera inspección el mismo día”. Rough dice que esta es una gran distinción de otros software de metrología que ha utilizado en el pasado. “Otro software de inspección que he usado ha sido mucho más complicado y no hay forma de que pudiera haberlos recogido tan rápido como aprendí Control X”.

Inspección 3D flexible y fácil con LiveInspect

Rough utiliza los archivos CAD 3D del marco para definir exactamente lo que necesita medir en control X. A continuación, el software planifica automáticamente una rutina de medición y se conecta directamente al MoveInspect XR8. Todo lo que Rough o sus compañeros de equipo deben hacer es caminar hasta el marco y seguir las indicaciones en pantalla y habladas del Control X para tomar medidas donde sea necesario utilizando mi.probe del XR8, en un proceso llamado LiveInspect. Cuando sea necesario, también pueden tomar otras medidas. A diferencia de una rutina de inspección basada en scripts, el proceso LiveInspect es flexible para que los usuarios puedan medir lo que necesiten y agregarlo al informe de inspección con un par de clics.

“Ahora podemos ser proactivos en lugar de reactivos cuando se trata de calidad porque podemos ver los problemas antes de que ocurran”, dijo Rough. “El uso del MoveInspect XR8 con Control X nos permite cumplir con los elevados estándares de calidad de 3D Systems para nuestros clientes en todo momento, y ha sido extremadamente útil para la introducción del nuevo ProX SLS 6100”.

El uso de Control X por parte de 3D Systems para su propio control de calidad es otro ejemplo de cómo el software de inspección simple e intuitivo ayuda a las empresas a garantizar la calidad en todas partes al capacitar a más personas para medir más cosas en más lugares. Obtenga más información sobre Geomagic Control X hoy mismo.

El especialista en diseño de equipos a presión Ener Consulting logra resultados confiables utilizando Simcenter Femap

Producto: Femap, Simcenter
Industria: Maquinaria y Equipo Industrial

Ener Consulting automatizó el análisis por elementos finitos de recipientes a presión de conformidad con las normas europeas e internacionales

Verificación de diseños de equipos a presión

Ener Consulting – Integrated Technical Services (Ener Consulting), fundada en 2002 y con sede en Prato, Italia, ofrece consultoría de ingeniería a clientes industriales. La misión de la compañía es trabajar con dedicación, mantenerse al tanto de los desarrollos tecnológicos y proporcionar a los clientes resultados confiables. Uno de los servicios principales de Ener Consulting es la verificación de equipos a presión, intercambiadores, tuberías y recipientes en las industrias de petróleo y gas, energía y química. A lo largo de los años, el negocio se ha extendido gradualmente a otras industrias, incluidas las farmacéuticas, los alimentos, la pulpa y el papel, el procesamiento de residuos y muchas otras.

“El diseño de equipos a presión ha evolucionado con el tiempo para el tipo y la complejidad del análisis, lo que requiere habilidades de especialización y análisis de alto nivel”, dice Stefano Milani, gerente de modelado de elementos finitos (FEM) en Ener Consulting. “Hasta mediados de la década de 1990, el análisis de elementos finitos estaba regulado por estándares flexibles; sólo había unas pocas directrices sin procedimientos probados. Los clientes no tenían un amplio know-how, y sin procedimientos claros, prácticamente todas las verificaciones de los recipientes a presión se basaban en cálculos manuales”.

Análisis automatizado con Simcenter Femap

En la década de 2000, el sector de los recipientes a presión avanzó rápidamente con la introducción de estándares y herramientas tecnológicas para automatizar las tareas de análisis. En este contexto, Ener Consulting comenzó a colaborar con un siemens Digital Industries Software Solution Partner para las soluciones Simcenter 3D, Simcenter Femap y Nastran. Después de utilizar el software básico fea que no podía realizar análisis precisos y obtener resultados poco confiables, Ener Consulting identificó Simcenter™ Femap™ con el software Nastran® de Siemens Digital Industries Software como una solución adecuada para implementar servicios de ingeniería, análisis y diseño, y mantenerse al día con los requisitos de los mercados objetivo.

“Las herramientas FEA tradicionales que están integradas en el software CAD 3D son muy simples e intuitivas”, dice Milani, “pero tienen capacidades limitadas y son inadecuadas para ejecutar análisis precisos de conformidad con los estándares más estrictos o la verificación en profundidad. Simcenter Femap ofrece beneficios claros y tangibles en términos de velocidad, facilidad de uso y fiabilidad de los resultados”.

El análisis realizado por Ener Consulting parte de modelos 3D con geometrías relativamente complejas que son difíciles de abordar con el software FEA de propósito general. Con Simcenter Femap, los ingenieros de Ener Consulting pueden limpiar fácilmente la geometría, eliminando características innecesarias para fines de análisis (descoloración). Alternativamente, el equipo a analizar se puede modelar directamente en Simcenter Femap como malla.

Ener Consulting, desarrolló un módulo adicional para la linealización de tensión en Simcenter Femap. “Con este plug-in, los ingenieros solo necesitan un par de clics en la pantalla para obtener los resultados que están buscando”, dice Francesco Palloni.

“Los clientes finales en nuestros mercados de referencia necesitan verificar los productos con un método rápido y confiable”, dice Milani. “Simcenter Femap nos ayuda a ofrecer los resultados deseados siguiendo un enfoque tradicional o un método más moderno y avanzado”. Los beneficios del análisis no lineal

Para la verificación estructural de los recipientes a presión, un enfoque tradicional de diseño por análisis (categorización de tensión) a menudo resulta en un sobredimensionamiento de los componentes, porque el enfoque convencional de análisis estático lineal, aunque probado y fácil de aplicar, es conservador. Los ingenieros también deben considerar que el procedimiento de análisis lineal es articulado y requiere mucho tiempo cuando se aplica a la geometría compleja. Actualmente, las regulaciones de equipos a presión permiten la aplicación de métodos de análisis más precisos, incluido el uso de herramientas como Simcenter Femap con Nastran para cálculos no lineales.

“El estándar de calderas y recipientes a presión ASME, por ejemplo, permite verificar los recipientes a presión utilizando una ecuación consti-tutiva no lineal”, explica Milani. “Por un lado, obliga al analista a introducir una ecuación constitutiva más compleja en el modelo matemático; por otro requiere de una herramienta como Simcenter Femap con Nastran para resolver este tipo de análisis”, explica Milani.

“El enfoque no lineal de Simcenter Femap ofrece un rango de admisibilidad más amplio”, agrega Palloni. “Con la misma geometría y materiales, un componente puede ofrecer un rendimiento más alto que los previstos con el análisis lineal elástico. Otro beneficio se obtiene en la fase de postprocesamiento, que es más rápida e inmediata”.

La eficacia del enfoque no lineal Simcenter Femap se comprobó en el caso de un buque con un fondo plano de espesor variable. Cuando se analizó con un procedimiento de análisis lineal convencional, el componente no pasó la prueba elástica; sin embargo, demostró ser adecuado y conforme con las normas aplicables cuando se comprobó con un enfoque no lineal.

El enfoque lineal de la verificación de recipientes a presión está limitado por cargas de diseño significativas que, combinadas con métodos de análisis de tensión lineal, da como resultado el incumplimiento del diseño. En consecuencia, la geometría inicial debe modificarse o los valores de carga deben reducirse para ajustarse al rango admisible. El uso de Simcenter Femap con un enfoque de análisis no lineal requiere más potencia de cálculo que los cálculos lineales y una mayor atención al colapso del plástico, pero ofrece una verificación más inmediata de la integridad estructural del equipo a presión.

3D BREAK (CJP)- Caso 3.02: Trisa AR

Escaneo De Una Pieza Brillosa Con El HandySCAN De Creaform

3D BREAK (DMP)- Caso 3.01: NuVasive

La funcionalidad de apilamiento de alta densidad impulsa la productividad en la producción de piezas 3D de uso final en Decathlon

Producto: Figure 4
Industria: Productos de Consumo y Venta

Decathlon, el mayor minorista de artículos deportivos del mundo, está utilizando la plataforma de alta velocidad Figure 4 y la nueva función de apilamiento del software 3D Sprint^® de 3D Systems para permitir la producción directa de piezas de uso final impresas en 3D. La función de apilado permite la producción por lotes de una o varias piezas mediante una combinación de herramientas definidas por el usuario y automatizadas, y elimina un tiempo considerable del proceso de preparación de impresión.

“Al apilar piezas, podemos imprimir en lotes de 100 y hemos reducido el tiempo que toma preparar una impresión de 30-60 minutos a solo 6-10 minutos. La combinación de materiales apilables y de nivel de producción hace que Figure 4 esté listo para la producción”.
Gregoire Mercusot, ingeniero de materiales, ADDLAB, Decathlon

El desafío

VALIDAR LA PRODUCCIÓN EFICIENTE CON LA FABRICACIÓN ADITIVA

Componente para gafas de Decathlon diseñado para conectar la lente al marco

Cuando se enfrentó a un problema de inyección de moldes en un pequeño componente para gafas de tiro que conecta el marco con las lentes, Decathlon optó por probar la nueva solución de apilamiento de 3D desarrollada por 3D Systems para evaluar la fabricación aditiva para la producción. Tras realizar un estudio de viabilidad sobre la solución de Figure 4 y la función de apilado, los equipos de Decathlon confirmaron la productividad y la economía de la fabricación aditiva y decidieron que esta solución podría considerarse para la producción en serie del producto final.

La solución

01 Función de apilamiento de piezas en el software 3D Sprint

Captura de pantalla del software 3D Sprint que demuestra la función de puntal para la fabricación apilada

El laboratorio de fabricación aditiva de Decathlon (ADDLAB) usa la solución de impresión 3D de Figure 4 de 3D Systems en toda una serie de aplicaciones (incluidos los modelos maestros de molde), y ahora está considerando utilizar la nueva funcionalidad de apilamiento de piezas de alta densidad del software 3D Sprint de 3D Systems para facilitar la producción directa. 3D Sprint es un software avanzado, todo en uno, que agiliza el flujo de trabajo del archivo al patrón con herramientas para la preparación y optimización de archivos de impresión, incluida la generación automática de soportes, y la colocación optimizada de piezas para maximizar la productividad. La nueva función de apilado ayuda a los usuarios a imprimir lotes de gran volumen con un flujo de trabajo de preparación de archivos eficiente.

Para usar la función de apilamiento, los usuarios importan un archivo de pieza y base, definen el apilamiento en términos de orientación y cantidades de piezas, y utilizan herramientas automatizadas para replicar capas y soportes de apilamiento verticales consecutivos. Según el ingeniero de Decathlon Gregoire Mercusot, el apilamiento ha reducido el tiempo de preparación de la impresión hasta en un 80 %. Las construcciones que antes tardaban entre 30 minutos y una hora en prepararse ahora pueden completarse en seis a 10 minutos.

Mercusot afirma que la utilidad de esta función va mucho más allá de la producción: “Uso esta función varias veces a la semana cuando necesito varias piezas. Es increíble para la producción, pero también es muy útil para la creación de prototipos”, dice.

02 Materiales de nivel de producción

Decathlon está usando el material Figure 4^® PRO-BLK 10 para este componente funcional de gafas y menciona las sólidas propiedades de rigidez del material y las grandes velocidades de impresión (62 mm/h) como ventajas clave. Este material de alta precisión produce piezas con un suave acabado de la superficie y una calidad de las pared laterales, y tiene propiedades mecánicas excelentes y estabilidad ambiental a largo plazo que agrega un nuevo nivel de seguridad a la producción en 3D. A partir de su estudio de viabilidad de la producción, Decathlon confirmó la reproducibilidad en todos los lotes de impresión y la plena funcionalidad de la pieza.

03 Velocidad de impresión

Placa de impresión llena de piezas impresas en 3D apiladas de Figure 4

Figure 4 es una tecnología de fabricación aditiva basada en la proyección. Utiliza una membrana sin contacto para combinar la precisión y la asombrosa fidelidad de detalles con velocidades de impresión ultrarrápidas. Decathlon usa el sistema Figure 4 Modular para imprimir pilas de 100 piezas en 85 minutos, lo que equivale a solo 42 segundos por pieza. Figure 4 Modular es una solución de producción en 3D escalable y semiautomatizada que consta de un controlador central que puede emparejarse con un único módulo de impresión hasta 24 módulos de impresión, lo que la convierte en una opción flexible que prepara a las empresas para el crecimiento.

04 Postprocesamiento

La funcionalidad de apilamiento de alta densidad de Figure 4 aporta eficiencias de escala al postprocesamiento, así como a la construcción de piezas, lo que permite a Decathlon tratar un lote de piezas como si fuera una sola pieza. Esto significa que el tiempo que tardaría Decathlon en limpiar, curar y retirar los soportes de una sola pieza sigue siendo el mismo, incluso para un lote de 100 piezas. Para la aplicación de vidrio de seguridad de Decathlon, se necesitan seis minutos para limpiar las 100 piezas, 90 minutos para curarlas sin intervenciones y diez minutos para retirar los soportes de todo el lote.

Valiant TMS muestra los beneficios de la asociación entre Siemens y Realtime Robotics

Producto: Tecnomatix
Industria: Automotriz y Transporte

La reciente prueba de concepto con un constructor global de líneas automotrices muestra ahorros significativos en el tiempo de ingeniería requerido para programar sistemas multi-robot.

Valiant TMS participó en una prueba de concepto con Siemens Digital Industries Software y Realtime Robotics (RTR) que demostró que la tecnología de RTR perfectamente integrada en el software Tecnomatix Process Simulate simplifica la programación y el enclavamiento de robots al automatizar la planificación del movimiento. La tecnología combinada permite a los fabricantes e integradores programar, simular y validar fácilmente sistemas multi-robot, reduciendo significativamente el tiempo de ingeniería.

Para la prueba de concepto, TMS proporcionó un estudio de ingeniería reciente para una estación de enmarcado de construcción de carrocería automotriz. TMS proporcionó KPI como el tiempo de ciclo requerido y el tiempo requerido que se necesita hoy en día para programar los robots. En este caso, se necesitan 90 horas de programación para los 7 robots seleccionados para producir los 60 puntos de soldadura requeridos. Los accesorios de la estación de enmarcado y las herramientas de extremo de brazo del robot son complejos y los robots necesitan trabajar en un espacio muy reducido.

“La combinación de Process Simulate con Realtime Robotics mejora nuestra eficiencia, reduciendo nuestros esfuerzos de programación fuera de línea en más del 80%”.

Tomó solo 15 horas crear las hojas de ruta de robots requeridas y demostrar los movimientos del robot sin colisiones y el enclavamiento sobre la marcha a TMS mientras se lograba el tiempo de ciclo requerido. Esto muestra una reducción en el esfuerzo de programación de más del 80% en comparación con el tiempo de ingeniería requerido típico.

“La combinación de Process Simulate con la planificación de movimiento automatizada y el enclavamiento de Realtime Robotics ha proporcionado una mejora significativa a nuestra eficiencia, reduciendo nuestros esfuerzos de programación fuera de línea en más del 80%”, dice Michael Schaubmayr, Gerente de Grupo de Simulación de Ingeniería Mecánica, TMS Turnkey Manufacturing Solutions GmbH. “Esto nos presenta una ventaja tangible y estratégica en la industria”.

Se pueden lograr optimizaciones adicionales probando diferentes opciones de diseño, ya que reprogramar los robots para probar una alternativa es casi gratuito. Todo lo que se requiere es establecer los puntos objetivo para los robots en Process Simulate y, mientras se ejecuta la simulación, permitir que el controlador Realtime Robotics calcule automáticamente los movimientos y enclavamientos requeridos.

Vea este vídeo para ver la solución en acción:

Cummins utiliza el software Geomagic y la impresión 3D en metal para restaurar un auto de carreras de 1952 y lograr que corra 50 % más rápido

Producto: Geomagic Design X/Control X
Industria: Maquinaria y Equipo Industrial

El Cummins Diesel Special n.º 28 conmocionó al mundo de las carreras en 1952 cuando consiguió la primera posición en la línea de salida en Indianápolis 500 (Indy 500) con el tiempo de vuelta más rápido de la historia. Esta hazaña, junto con las muchas otras innovaciones del auto, le permitió ganar un lugar destacado en la historia de las carreras.

Sesenta y cinco años más tarde, el n.º 28 recibió una invitación del Festival de velocidad de Goodwood en el Reino Unido para participar en la legendaria Carrera de montaña de Goodwood junto con cientos de autos modernos y clásicos. Durante la preparación del n.º 28, los ingenieros de Cummins descubrieron que la bomba de agua estaba tan corroída que probablemente no sobreviviría al evento. El auto n.º 28 necesitaba una nueva bomba de agua para llegar a Goodwood en buenas condiciones.

La bomba de agua original tenía un diseño único específico para el auto n.º 28, lo que significaba que no había una pieza de repuesto compatible. Para complicar aún más la situación, tenían que enviar el n.º 28 en cuestión de semanas, de modo que los ingenieros descartaron los métodos tradicionales de fundición en arena para producir un repuesto, ya que ese proceso tenía un tiempo de entrega estimado de 10 semanas. En cambio, los ingenieros de Cummins recurrieron a la ingeniería inversa y la fabricación aditiva (AM) de metales mediante una impresora 3D para metal ProX DMP 320 de 3D Systems con la ayuda de 3rd Dimension Industrial 3D Printing, un fabricante de metales de alta calidad especializado en impresión directa en metal (DMP) 3D. La nueva bomba de agua se imprimió en 3D en solo tres días y el proceso completo tomó cinco semanas en lugar de 10.

Una página de la historia de las carreras

El n.º 28 fue el primer auto de Indy 500 equipado con un turbocompresor y el primero cuya aerodinámica se optimizó en un túnel de viento. Corrió las cuatro vueltas de clasificación a una velocidad promedio récord de 138,010 mph.

Desde su trascendental carrera en 1952, el n.º 28 se exhibió en el Indianapolis Motor Speedway Museum y en el edificio de oficinas corporativas de Cummins. En 1969, el n.º 28 corrió una vuelta por la pista de Indy antes del inicio de la carrera para conmemorar el 50.º aniversario de Cummins. La última vez que el n.º 28 corrió fue en el Festival de velocidad de Goodwood a finales de 1990.

“Mientras preparamos el automóvil para que volviera a funcionar por primera vez en casi 20 años, descubrimos corrosión y desgastes severos en la bomba de agua”, dijo Greg Haines, líder de diseño y desarrollo del motor X15 y miembro del equipo de historia y restauración de Cummins. “En algunas partes, la carcasa estaba completamente desgastada y los depósitos de minerales que cubrían los agujeros era lo único que evitaba una filtración. Necesitábamos rápido una carcasa nueva si queríamos cumplir con nuestro compromiso de correr con el auto en Goodwood”.

Carrera para producir una nueva bomba de agua

El método básico para construir la nueva carcasa de la bomba es el mismo que se utilizó para construir la bomba original: mecanizar un patrón de plástico o madera y utilizarlo para formar un molde de arena para la fundición. Con este método, el equipo hubiese tardado alrededor de 10 semanas en construir la carcasa, lo que los dejaba afuera de Goodwood. El nuevo patrón de fundición se podría haber impreso en 3D o incluso se podría haber impreso en 3D el propio molde de impresión para reducir el plazo de entrega de la nueva carcasa de la bomba de agua. Sin embargo, el mayor aumento de productividad se produjo al evitar el proceso de fundición por completo y utilizar la ingeniería inversa y la impresión en 3D para producir la pieza final directamente en solo cinco semanas, un 50 por ciento más rápido.

Análisis

Los ingenieros de Cummins comenzaron por escanear la carcasa de la bomba de agua existente con un escáner de TC. Eligieron un escáner de TC porque la bomba contenía muchos rebajados y otras geometrías internas que habrían sido imposibles de capturar con un escáner láser u otra herramienta de procesado de imágenes de línea recta.

Inspección

Para verificar que los datos escaneados fueran precisos antes de avanzar, los ingenieros importaron los datos de la nube de puntos generados por el escáner de TC al software de inspección y metrología Geomagic Control X donde separaron y alinearon la geometría interna y externa de la bomba.

“Para un proyecto como este, solemos separar la geometría interna en espiral del cuerpo para poder modelarla como un núcleo y hacer una comparación con los datos de la nube de puntos para asegurarnos de que todo nuestro trabajo sea preciso”, explica Chris George, líder del equipo de modelos CAD para el diseño de sistemas avanzados de Cummins.

Ingeniería inversa

Con una buena geometría escaneada para iniciar su trabajo de diseño, Cummins utilizó el software de ingeniería inversa Geomagic Design X para convertir la nube de puntos en un modelo sólido no paramétrico para realizar comprobaciones de ajuste de CAD. Estas comprobaciones ayudaron al equipo de Cummins a determinar las dimensiones de ensamblaje adecuadas para el impulsor y el eje, y cómo todo encajaría y se sellaría en última instancia.

Según George, Cummins utiliza Geomagic Control X y Geomagic Design X como su software principal para la manipulación de nubes de puntos. “El software Geomagic de 3D Systems proporciona una solución completa para procesar e inspeccionar los datos de escaneado y convertirlos en un modelo sólido”, afirmó. “Los usamos para cada proyecto de ingeniería inversa, que a menudo requiere conciliaciones geométricas, análisis de la estructura y el flujo de elementos finitos, y comparaciones de modelo a escaneo reportadas a nuestros clientes de ingeniería”.

“El software Geomagic de 3D Systems proporciona una solución completa para procesar e inspeccionar los datos de escaneado y convertirlos en un modelo sólido. Usamos esta solución en cada proyecto de ingeniería inversa que realizamos”.

—Chris George, director del Equipo de modelos CAD para diseños avanzados de sistemas, Cummins

Diseño

Debido a la gran corrosión de la pieza original, Cummins no pudo utilizar el modelo creado a partir de los datos escaneados como base para la impresión 3D. En su lugar, los ingenieros de Cummins importaron el modelo no paramétrico al software de CAD 3D de PTC Creo^® para que sirviera de plantilla a fin de crear un modelo paramétrico. Ante los daños físicos de la bomba escaneada, el equipo de Cummins tuvo que tomar decisiones informadas mientras modelaban el repuesto en 3D para conseguir un modelo final funcional.

Impresión 3D

Luego, enviaron este archivo al equipo de 3rd Dimension, que lo limpió, lo analizó para obtener una orientación de impresión óptima y asignó soportes para una impresión estable. Los ingenieros de 3rd Dimension dividieron y prepararon la pieza para definir el movimiento del láser durante la construcción.

Aunque la carcasa original de la bomba de agua se había fabricado con magnesio para reducir el peso, la sensibilidad del magnesio a la corrosión tras una exposición prolongada al agua y al refrigerante era un factor importante en el problema que Cummins intentaba resolver. Por lo tanto, 3rd Dimension fabricó la pieza impresa en 3D final utilizando material de acero inoxidable LaserForm 316-L en una impresora 3D para metal ProX DMP 320.

“El mayor volumen de construcción de ProX DMP 320 nos permitió tener algunas opciones adicionales con la orientación de las piezas, lo que nos ayudó a optimizar los soportes. Además, la velocidad de impresión nos permitió realizar la impresión en el tiempo que teníamos”, afirmó Bob Markley, presidente de 3rd Dimension. “ProX DMP 320 no utiliza aglomerantes para unir el material, lo que da como resultado una aleación pura que funciona como el metal real, porque es lo es. Esto beneficia el rendimiento final de las piezas debido el entorno operativo”.

Solo tres días después de recibir el archivo 3D de la geometría de la bomba de agua, 3rd Dimension envió a Cummins la carcasa completa de la bomba.

Volver a hacer historia en las carreras

La carcasa se ensambló perfectamente con los otros componentes de la bomba y nos ofreció un rendimiento que parecía como nuevo durante más de seis carreras de montaña de Goodwood. Al igual que en Indy, el n.º 28 entusiasmó a los aficionados en Goodwood y apareció en “Las 10 mejores cosas que vimos en el Festival de velocidad de Goodwood de 2017” de la revista Car and Driver.

Además, al igual que en el 50.º aniversario de Cummins en 1969, el n.º 28 tuvo un papel destacado en la celebración del 100.º aniversario de Cummins al dar una vuelta de desfile alrededor de la pista antes del comienzo de la carrera de Indy 500 de 2019.

Escaneo de una pieza opaca con el HandySCAN de Creaform

Las soluciones de Siemens ayudan en el diseño de un innovador sistema estabilizador marino

Producto: NX CAD
Industria: Productos de Consumo

Las soluciones de Siemens Digital Industry Software ayudan a los fabricantes marinos a reducir el tiempo de prueba hasta en un 20 por ciento

Estabilidad en el mar

Si hay algo que puede estropear un viaje relajante en el agua, es un barco inestable. Las olas agitadas pueden causar daños significativos a las pertenencias personales, así como al barco. Ya sea que esté pescando, buceando o simplemente en el agua, la estabilidad del barco es una parte esencial de los viajes seguros por mar. Como resultado, los estabilizadores de buques son productos valiosos. Cualquier marinero experimentado entiende la importancia de la estabilidad marina para garantizar un viaje sólido en el mar; sin embargo, no todos los sistemas estabilizadores son perfectos. De hecho, un problema común con los estabilizadores convencionales accionados por aletas es la amortiguación insuficiente del balanceo a velocidades más bajas y las aletas sobresalientes. Este problema ha obstaculizado la experiencia del consumidor. La estabilidad es necesaria a bajas velocidades, y las aletas sobresalientes pueden dañarse en aguas poco profundas. Lo último que su cliente quiere es estar en el mar cuando su nuevo estabilizador falla. Teniendo en cuenta que los consumidores tienen una baja tolerancia a la falla del producto, una mala experiencia puede ser todo lo que se necesita para que los consumidores salten del envío de su producto. Sólo sobreviven los fabricantes de estabilizadores que ofrecen una calidad consistente.

Realización de oportunidades

Ubicado en ‘s-Hertogenbosch, Países Bajos, DMS Holland es un especialista internacional en el campo del control de movimiento en yates de hasta 30 metros. El objetivo de DMS Holland es reducir el movimiento de balanceo de los yates para mejorar la comodidad a bordo, reducir la enfermedad del mar y mejorar la seguridad. La velocidad a la que los sistemas estabilizadores marinos de DMS Holland logran la estabilización se diferencian en el mercado. Sus sistemas estabilizadores se basan en el efecto Magnus, un fenómeno en el que un cilindro giratorio trabaja lejos de sus principales rutas de movimiento para lograr la estabilidad. Cuando un estabilizador tradicional requiere que un yate viaje a una velocidad considerable, su producto logra la estabilización a solo 3 a 12 nudos. Esto difiere de los sistemas convencionales basados en aletas debido a su diseño pequeño y mayores capacidades de amortiguación del balanceo a velocidades más bajas. Brabant Engineering, una empresa de ingeniería mecánica en Best, Países Bajos, es responsable del diseño y desarrollo de Magnus Master de DMS Holland, la última generación de tecnología de estabilización de rotores que cuenta con rotores retráctiles que eliminan el riesgo de daños. La compañía está proporcionando a DMS Holland su experiencia en diseño para desarrollar el producto con visión de futuro que imaginaron.

“DMS Holland quería proporcionar el más alto nivel de estabilidad, comodidad y seguridad a bordo. En general, queríamos hacer la vida en el mar mucho más cómoda y fácil”, dice Patrick Noor, director de ventas y marketing de DMS Holland. “Para hacer realidad nuestra visión, necesitamos empresas de calidad como Brabant Engineering que nos ayuden con la ingeniería mecánica de nuestros estabilizadores”.

Navegando hacia soluciones

Brabant Engineering utiliza las innovadoras aplicaciones de diseño que se encuentran en Siemens Simcenter™ 3D para diseñar y simular con precisión sus proyectos.

“Todas las propiedades del material están integradas en el diseño del software, y Simcenter 3D nos ayuda a analizar el comportamiento y la durabilidad de nuestro producto”, dice Bertie Tilmans, ingeniero principal de Brabant Engineering. “Al proporcionar propiedades precisas del material y una integración perfecta de múltiples alternativas de diseño, podemos ahorrar un tiempo valioso durante el desarrollo del producto”.

Brabant Engineering utilizó Simcenter 3D para simular con precisión el efecto Magnus y confirmar que el Magnus Master podía manejar 1.100 revoluciones por minuto. “He estado usando Simcenter 3D durante los últimos siete años y me gusta mucho la versatilidad del software”, dice Tilmans. “Esta versatilidad permite a las empresas predecir el comportamiento de diferentes aspectos del diseño de un producto para encontrar la solución más efectiva”.

Reducción de los costes de desarrollo y los ciclos de creación de prototipos

Al utilizar adecuadamente el software de diseño asistido por computadora (CAD), como con el uso del software Siemens NX™, Brabant Engineering utiliza las capacidades potentes y flexibles de NX CAD para reducir drásticamente el costo y el tiempo que lleva diseñar productos tan innovadores. La combinación de NX CAD para el diseño y Simcenter 3D para la predicción del rendimiento ayudan a acelerar la comercialización del producto de manera más eficiente.

Dependiendo del tamaño del dispositivo, los prototipos físicos pueden costar exponencialmente más que el precio del producto. Las simulaciones pueden ahorrar tiempo y costos significativos en las primeras etapas de un proyecto. Usando Simcenter 3D, en lugar de confiar en un costoso prototipo físico, Brabant Engineering ahorró aproximadamente del 10 al 20 por ciento del tiempo total de pruebas y calificación. Pudieron acortar el ciclo de prueba y recibir resultados directos.

Rikkert Gerits, líder del proyecto, Brabant Engineering, confirmó que el uso de Simcenter 3D redujo drásticamente la cantidad de prototipos físicos necesarios.

“Usando herramientas de simulación 3D, no tenemos que construir un prototipo real, lo que nos ahorra tiempo y dinero considerables”, dice Gerits. “Utilizamos varios productos de Siemens, como Simcenter, NX CAD y Teamcenter, y son entregados por tarjetas PLM Solutions, un socio de soluciones de Siemens Digital Industries Software. Nos ponemos en contacto con ellos con cualquier pregunta específica que tengamos con respecto al software”.

Los sistemas CAD ofrecen a los usuarios la capacidad de intercambiar fácilmente varios componentes del producto. Los sistemas CAD y de ingeniería asistida por computadora (CAE) también proporcionan las herramientas necesarias para rediseñar y explorar rápidamente el rendimiento de los nuevos diseños. Gerits explicó cómo estos sistemas de simulación también permiten una rápida fase de prototipado virtual. Al simular el producto en tiempo real, los usuarios pueden predecir con mayor precisión la durabilidad del producto bajo ciertas condiciones. Esto proporciona a las empresas un ahorro significativo de costos y tiempo en comparación con el diseño, la producción, las pruebas y el registro de datos de un prototipo físico. Brabant Engineering estima un ahorro de costos totales del 10 al 15 por ciento mediante el uso de la simulación para prevenir fallas en comparación con lo que costaría arreglar / reparar esas fallas.

Establecer una relación sólida

Sjef van de Laak, director general de Brabant Engineering, dice que las soluciones de Siemens son clave en el proceso de diseño de ingeniería de la compañía. “Siemens es el proveedor del software que utilizamos, y la importancia de las tarjetas PLM Solutions es que conocen muy bien el software y respaldan nuestras necesidades de simulación”, dice. El desarrollo de productos se vería interrumpido sin esta línea abierta de comunicación. Como tal, las tarjetas PLM Solutions y Brabant Engineering mantienen un diálogo constante.

Compartiendo el Magnus Master en todo el mundo

El Maestro Magnus ya está recibiendo una atención considerable. Desde su introducción en 2015, el Magnus Master ha desarrollado una reputación de calidad en los Países Bajos y ha ayudado a hacer de DMS Holland un negocio global.

Este esfuerzo combinado entre Brabant Engineering, DMS Holland y Siemens es un ejemplo perfecto de cómo la cooperación puede conducir a una innovación innovadora.

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