Casos de éxito – Página 30 – Goaltech Engineering Solutions

Great Pagoda, Kew, regresa a la gloria del siglo XVIII con la ayuda de 3D Systems

Producto: Impresión SLS
Industria: Diseño y Arte

La restauración es una empresa importante. Más allá del cuidado minucioso esencial para preservar y estabilizar las estructuras históricas, la restauración incluye una gran cantidad de investigación y planificación para devolver las reliquias a un estado conocido o asumido con la mayor integridad posible.

Cuando los Palacios Reales Históricos (HRP) en el Reino Unido comenzaron su compromiso de restaurar la Gran Pagoda, Kew, se enfrentó a algunos desafíos monumentales. Varios elementos clave de diseño del edificio original se habían perdido en la historia, y reemplazarlos rápidamente resultó desafiante en términos de costo, logística y diseño. Sin embargo, al aportar las tecnologías y la experiencia de la fabricación bajo demanda de sistemas 3D a este proyecto, este esfuerzo se hizo no sólo manejable, sino eficiente.

Utilizando un flujo de trabajo de escaneo a CAD con fabricación selectiva de sinterización láser (SLS), el equipo de fabricación de sistemas 3D bajo demanda proporcionó accesorios duraderos y repetibles para el esfuerzo de restauración de HRP. Lejos de ser un proceso práctico, el equipo contribuyó con muchas horas de ingeniería front-end y acabado back-end para proporcionar una experiencia de diseño y fabricación de servicio completo de alta calidad.

Patrimonio de la Humanidad de la UNESCO

Aunque la opinión popular del rey Jorge III puede estar dividida, no se puede negar el impacto de sus 59 años de reinado. Más allá de los innumerables volúmenes de extensos estudios y películas sobre su vida y su gobierno, su legado está impregnado de la tierra misma de las tierras que gobernó, particularmente en el Real Jardín Botánico de Kew. Declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO, los jardines albergan La Gran Pagoda, una llamativa estructura de 163 pies encargada en 1761 y construida al estilo chinoiserie adornado y muy de moda.

En los años posteriores a la presentación de la pagoda, atrajo a multitudes de turistas que llegaron a maravillarse con sus detalles exóticos y llamativos. El centro de todas las conversaciones fueron los 80 dragones de madera pintados que adornaban las esquinas octogonales de cada nivel sucesivo.

La charla de la ciudad durante más de veinte años, los dragones kew fueron retirados en la década de 1780 para acomodar las reparaciones del techo a la pagoda y nunca fueron reemplazados. Aunque los rumores alegan que los dragones sirvieron como pago por deudas reales de juego, los expertos creen que la madera simplemente se había podrido con el tiempo. Un tema a menudo revisitado para los conservacionistas, La Gran Pagoda finalmente está siendo devuelto a su antiguo esplendor, dragones y todo, por primera vez en más de 200 años. Como parte de un proyecto de restauración emprendido por HRP y el Real Jardín Botánico de Kew, este lote de dragones está diseñado para soportar la prueba del tiempo con especial refuerzo por tecnología moderna.

Calidad apta para un rey

A medida que HRP comenzó a explorar metodologías para reemplazar a los dragones, se enfrentó a un dilema: no sólo los reemplazos de madera invitarían al mismo problema de longevidad que antes, sino que la pagoda no había apoyado el peso de los dragones durante dos siglos. “Uno de los aspectos más desafiantes de este proyecto fue minimizar el impacto impuesto por tantos dragones en este edificio catalogado de grado uno”, dijo Craig Hatto, Director del Proyecto en Historic Royal Palaces. Preocupado de que la estructura envejecida pueda responder mal a la reintroducción repentina de 80 adornos a gran escala de peso completo, HRP quería explorar una alternativa de peso más ligero para ayudar a garantizar una instalación exitosa y sin incidentes. Junto con estas consideraciones prácticas estaban las cuestiones igualmente válidas del tiempo y los costos asociados con los materiales y procesos tradicionales.

HRP estaba buscando una solución de restauración que respondiera a las preocupaciones de calidad, peso, tiempo y costos inherentes al proyecto. Al buscar un proveedor capaz de cumplir con todos los aspectos, HRP pidió a 3D Systems que presentara una licitación competitiva, que posteriormente ganó sobre la base de poder proporcionar la experiencia, tecnología, calidad y escalabilidad necesarias para cumplir con el proyecto.

Diseñar los dragones

Los dragones de Kew fueron traídos a la vida como un esfuerzo de colaboración entre dos conjuntos de diseñadores especializados. La apariencia exterior de los dragones fue recreada por HRP utilizando la escasa información histórica disponible para lograr la representación más precisa posible. Una vez diseñado, un prototipo de dragón fue tallado en madera para permitir el flujo de trabajo de fabricación digital que siguió, emprendido por el segundo equipo de diseño e ingeniería de 3D Systems. Otros siete dragones de madera fueron tallados para adornar el primer nivel de la pagoda, dejando 72 para ser creados usando la impresión SLS.

Utilizando un flujo de trabajo de ingeniería inversa y un FARO® Design ScanArm, el dragón de madera tallada fue escaneado en un entorno de diseño 3D que permitiría a 3D Systems abordar las preocupaciones de HRP con respecto al peso. Los expertos en diseño de 3D Systems utilizaron una variedad de software, incluyendo Geomagic® Design X™ para realizar ingeniería inversa de los datos de escaneo en CAD y vaciar los datos de escaneo a un espesor controlado, preservando tanto los detalles exteriores como la integridad estructural en el proceso.

Cuando se combinaba con los intrincados exteriores de los maestros cortados a mano, la geometría hueca resultante era demasiado compleja para ser fabricada tradicionalmente y requería fabricación aditiva para la producción. El uso de un flujo de trabajo de fabricación digital también permitió a 3D Systems escalar sin problemas los dragones para lograr un tamaño ligeramente diferente para los niveles dos a diez de la pagoda. En total, se prepararon 18 diseños, compuestos por nueve tamaños de dragón diferentes y una versión izquierda y derecha de cada uno.

Los ingenieros de 3D Systems incorporaron otra característica simple pero convincente en cada uno de los diseños de dragones mediante la adición de características de montaje integradas directamente en los archivos CAD. Estos diseños constituían parte de los diseños de construcción de los dragones, y fueron ideados e implementados por el equipo de fabricación bajo demanda de 3D Systems en estrecha colaboración con Hockley &dawson, el otro equipo de ingeniería líder en el proyecto. Debido a la mecánica necesaria para el refuerzo y el montaje, cada una de las 18 variaciones del dragón requirió atención individual y trabajo de diseño.

“Los dragones finales son esencialmente una copia perfecta del original, pero han sido mejorados de una manera que es invisible para el observador”, dijo Nick Lewis, Gerente General de fabricación de sistemas 3D bajo demanda en el Reino Unido. “Diseñamos elementos internos para un proceso de montaje seguro, pero los diseñamos de tal manera que estén completamente ocultos para que no haya tuercas, pernos o rastros de construcción visibles.”

Beneficios ocultos de la fabricación aditiva

Aprovechando la capacidad de diseño para la fabricación aditiva, el equipo de fabricación bajo demanda de 3D Systems incorporó una serie de tornillos, roscas y cubiertas que siguen la forma exacta de los dragones a lo largo de la columna vertebral. “Las estructuras finales que entregamos aprovechan el valor único que se puede extraer del proceso aditivo”, dijo Lewis. “La ingeniería de esta manera es una práctica común para nosotros, pero sigue siendo milagrosa para nuestros clientes. El factor sorpresa hace que sea divertido de revelar, pero para mí se trata de ser ingenioso y resolver problemas de manera más efectiva y eficiente, lo que es un beneficio central del uso de nuestra tecnología”.

La experiencia en ingeniería de 3D Systems está integrada en cada una de las 18 versiones diferentes de los dragones que fueron impresos sls. Como señala el gerente regional de ventas de fabricación bajo demanda de 3D Systems On Demand, Simon Hammond, la capacidad de combinar la precisión con la variedad es un beneficio constante del uso de fabricación aditiva para la producción. “Muchas horas de cuidadoso trabajo de ingeniería se pusieron en los diseños finales, pero mediante el uso de un flujo de trabajo digital con cad 3D e impresión 3D, somos capaces de adelantar la inversión en tiempo”, dice Hammond. “Una vez listos los archivos finales, podríamos lanzarnos a la producción con 18 resultados diferentes sin 18 conjuntos de herramientas y moldes. Diseñar y fabricar el mismo resultado con un buen costo y un momento sensato sería un desafío para cualquier otro proceso”.

Después del escaneo y diseño 3D, los primeros prototipos de los dragones fueron impresos para su análisis y pruebas para asegurar que los diseños finales fueron construidos de acuerdo con los estrictos requisitos de la construcción moderna.

A lo largo de este proceso, 3D Systems trabajó diligentemente para cumplir con los requisitos estéticos del cliente mientras cumplía con todos los requisitos técnicos de los constructores. Estas consideraciones entraron en juego cuando los ingenieros de 3D Systems determinaron cómo dividir mejor los modelos SLS para imprimir, así como colocar y ocultar las diversas tapas y cierres para el montaje.

Producción de impresión 3D para restauración histórica

Los equipos de fabricación bajo demanda de 3D Systems en el Reino Unido y los Países Bajos imprimieron los dragones utilizando la tecnología SLS. Debido a la gran escala de los dragones, cada uno con dimensiones finales en el rango de 1,2 – 2 metros, 3D Systems sPro® 230 máquinas SLS fueron elegidas para la tarea. Con un volumen máximo de construcción de 550 mm x 550 mm x 750 mm, el sPro 230 permitió producir los dragones en un bajo número de piezas grandes que fueron montadas por expertos por el equipo de 3D Systems.

Los dragones fueron impresos en 3D en DuraForm® PA, un material de nylon poliamida 12 duradero capaz de producir un aspecto y una sensación comparables a los dragones originales. La resolución y las propiedades mecánicas de DuraForm PA lo convierten en un candidato ideal para piezas complejas con paredes delgadas o requisitos de ajuste rápido. En el caso de los dragones Kew, estas características se adaptaban tanto al requisito de funcionalidad de instalación como a los requisitos cosméticos de la restauración histórica. Una vez impresos, los dragones fueron terminados y pintados a mano en el Reino Unido por el departamento de acabado 3D Systems High Wycombe. El equipo de 3D Systems también pintó los dragones de madera finales para garantizar la consistencia visual en todo el proyecto.

“3D Systems se siente muy honrado de haber sido seleccionado para este proyecto”, dijo Lewis. “Además de la rara oportunidad de ayudar a restaurar un hito cultural e histórico, este proyecto muestra el elemento extremo de lo que hacemos. Nuestra experiencia va mucho más allá de la impresión 3D y pudimos ofrecer orientación en múltiples etapas de esta restauración, desde ingeniería y producción escalable hasta acabado”.

La gran revelación

Después de permanecer 200 años sin su ornamentación adecuada, La Gran Pagoda, Kew, finalmente será restaurada para atraer multitudes curiosas una vez más. “A lo largo de las décadas, muchos han intentado y no han podido recrear a los dragones perdidos en Kew, lo que ahora sólo ha sido posible gracias al uso innovador de la impresión 3D”, dice Hatto. “El equipo especializado desarrolló una solución innovadora, ligera y duradera, que en última instancia nos ha permitido devolver estos iconos perdidos a este preciado edificio real. Los dragones pueden ocupar el lugar que les corresponde dentro de este Patrimonio de la Humanidad de la UNESCO y volver a formar parte del horizonte de Londres durante muchos años”.

Ya sea que esté buscando ingeniería inversa completa y servicios de fabricación de bajo volumen o necesite piezas impresas 3D de giro rápido, prototipos avanzados o modelos de apariencia, 3D Systems On Demand Manufacturing puede ayudar. Las tecnologías incluyen una amplia gama de tecnología de impresión 3D y experiencia en acabados, así como herramientas convencionales cnc, fundición de uretano e inyección.

Te-Shin CamCAM: especialista en herramientas gana ventaja competitiva utilizando plataforma de diseño 3D con soporte integrado para mecanizado de 5 ejes

Producto: CAM Pro
Industria: Maquinaria y Equipo Industrial

Utilizando Solid Edge con tecnología sincrónica y la funcionalidad de mecanizado de 5 ejes de CAM Express, El Te-Shin Cam mejora significativamente su capacidad para satisfacer las necesidades de sus clientes

Componentes críticos cam

Fundada en 1980, The Te-shin Cam Co., Ltd. (Te-Shin) se dedica al diseño y producción de equipos relacionados con la fabricación asistida por ordenador (CAM). Su línea de productos incluye componentes críticos, como cambiadores automáticos de herramientas (ATC) y cortadores a intervalos.

Te-Shin cuenta con una gran capacidad de producción para este equipo, con una producción mensual de hasta 3.500 cambiadores de herramientas. Se ha convertido en un proveedor industrial líder de maquinaria de precisión en su región, y representa el 85 por ciento del mercado taiwanés en su segmento. El cortador a intervalos de la compañía cuenta con alta calidad y una excelente relación costo-rendimiento, y se vende por la mitad del precio de los productos importados de Japón.

En los últimos años, para satisfacer los requisitos de las industrias de alta gama y alta precisión, Te-Shin invirtió en equipos profesionales para el mecanizado y la molienda y adoptó un proceso avanzado de investigación y desarrollo (I+D) basado en el diseño 3D. Sin embargo, debido a que el anterior sistema de diseño asistido por computadora (CAD) era una de las tecnologías líderes de la industria: utilizaba un enfoque de modelado tradicional, a la empresa le resultaba difícil lidiar con los cambios de diseño de los clientes en tiempo real. Esto condujo a la búsqueda de una mejor solución, una que proporcionaría una funcionalidad integrada de diseño, fabricación y gestión de datos para mejorar la ventaja competitiva de la empresa.

Fácil de aprender y usar

Después de una evaluación cuidadosa, Te-Shin adoptó el software Solid Edge® de Siemens PLM Software para la redacción y el diseño de todos los nuevos cambiadores de herramientas. Los diseñadores consideran que el nuevo software es fácil de aprender y usar con su sistema anterior, que implica instrucciones complicadas y objetos interrelacionados en una jerarquía. Los diseñadores encontraron que el sistema era aburrido y requiere mucho tiempo de uso.

Por el contrario, el uso de Solid Edge proporciona una interfaz intuitiva y una biblioteca de componentes, una gran mejora que permite a los diseñadores centrarse en el diseño de arquitecturas importantes del sistema. “Además, incluso nuestro presidente puede redactar fácilmente algunos dibujos básicos utilizando Solid Edge”, dice Cai Peirong, subdirector del departamento de I+D de Te-Shin.

Con Solid Edge, los usuarios pueden importar los dibujos CAD heredados de la empresa y administrar esos archivos, junto con modelos nativos creados con Solid Edge, reduciendo así el tiempo de diseño y modificación, y disminuyendo la comunicación errónea entre el diseño y la fabricación.

“En el pasado, al considerar si adoptar o no el diseño 3D para el desarrollo de nuevos productos, nuestros colegas tomaron en consideración el ciclo de vida del producto y la puntualidad”, explica Peirong. “Pero la facilidad de uso de Solid Edge, junto con la tecnología sincrónica de vanguardia, nos permite utilizar datos 2D y 3D de manera efectiva, lo que mejora la aceptación e implementación completa de este sistema de diseño 3D de nueva generación.”

El nuevo sistema se utilizó por primera vez para proporcionar vistas explosionadas 3D según lo requerido por los clientes con el fin de incluir especificaciones en los manuales de mantenimiento. Según Peirong, “al utilizar el software 3D anterior, normalmente requería tres días para redactar una vista explosionada. Con Solid Edge, esto se hace en un día. Modificar un modelo 3D es tan simple como modificar dibujos 2D. Ahorramos tiempo valioso.”

Además, la adopción de tecnología sincrónica significa que los datos de diseño se pueden actualizar rápidamente, lo que es un beneficio importante. “La función de modelado sincrónico nos permite actualizar el cambio al dibujo de ensamblaje a medida que cambiamos el dibujo de piezas”, dice Peirong. “Esta capacidad de actualización synchro-nous elimina eficazmente la consecuencia de cambiar el dibujo de pieza únicamente y dejar el dibujo de ensamblaje sin cambios, lo que podría dar lugar a errores en las operaciones posteriores.”

Secuencias de herramientas sin errores

“En el pasado, cuando usábamos diseño 2D, siempre había ángulos ciegos durante el desarrollo del producto, lo que podría conducir a colisiones”, dice Peirong. “En los peores casos, todo el moho tendría que ser rechazado o destruido. Pero con Solid Edge, hemos abordado eficazmente el tema de la simulación de redacción y hemos evitado colisiones interrelacionadas”.

Ahora, una vez terminado un diseño, los diseñadores lo transfieren a un dibujo 2D y luego lo entregan para el desdoblamiento y mecanizado de moldes. En la etapa de mecanizado, la compañía utiliza el software CAM Express de Siemens PLM Software, y considera que la capacidad de mecanizado de 5 ejes de CAM Express es particularmente beneficiosa.

Uno de los beneficios más destacados que aporta la tecnología de mecanizado de 5 ejes es la reducción de errores en la programación de secuencias de herramientas. El cambiador de herramientas original de la compañía fue programado manualmente. Debido a que la operación de mecanizado es com-plicated y largo, el funcionamiento manual fácilmente condujo a errores, y hubo diferentes resultados basados en los diferentes niveles de habilidad y experiencia de los operadores.

“En el pasado, la experiencia de los operadores influyó fácilmente en la precisión del mecanizado. Normalmente había cientos de líneas de programas escritos a mano, y la lógica de programación, fuerte o débil, afectaría fácilmente al mecanizado posterior”, dice Peirong. “Incluso si todos esos aspectos estuvieran libres de problemas, la programación en sí era un proceso laborioso y lento.

“Con la capacidad de mecanizado de 5 ejes de CAM Express, la ejecución automática de secuenciación y mecanizado de herramientas tiene lugar inmediatamente después de la redacción de los dibujos, eliminando una serie de problemas, incluyendo diferentes calificaciones de personal, tiempo perdido, etc.”

Cambios de diseño comunicados rápida y eficazmente

A medida que la capacidad de producción de Te-Shin aumenta anualmente, hay más requisitos para la personalización de la maquinaria. En este contexto, Solid Edge se ha convertido en la principal herramienta en el nuevo proceso de diseño de productos de Te-Shin, mejorando en gran medida la eficiencia de comunicación entre la empresa y sus clientes. Por ejemplo, hay más de 30 partes en un ATC, y más de cien en una torre de energía. Hoy en día, la mayoría de los clientes utilizan dibujos de diseño 3D para disipar problemas relacionados con los cambios de diseño.

Un beneficio similar del uso de 3D se refleja en la comodidad que aporta en la colaboración con clientes extranjeros. Actualmente, hay usuarios de los cambiadores de herramientas de la compañía en China, Corea y otras áreas. Con dibujos 3D, Te-Shin es capaz de comunicarse con esos clientes claramente con respecto a los cambios de diseño, lo que reduce notablemente el tiempo de desarrollo y los costos. Como dice Peirong, “el uso de dibujos 3D nos ayuda a eliminar las diferencias resultantes de diversas perspectivas y, en cierta medida, a crear un lenguaje común para todos”.

Te-Shin agradece el rápido y eficaz soporte técnico proporcionado por el socio de Siemens PLM Software, CADEX, que ha estado proporcionando asistencia desde que se introdujo el soft-ware. CADEX generalmente se ocupa de cualquier pregunta o problema el día que surge. CADEX también proporciona capacitación en video que permite a los diseñadores ser productivos rápidamente. “La mayoría de las veces, es fácil comprar un buen producto, pero difícil obtener un buen servicio post-venta”, señala Peirong. “En nuestro despliegue de Solid Edge, hemos estado satisfechos con ambos.”

Botella de vidrio rediseñada con confianza mediante impresión SLA 3D clara

Producto: Impresión SLA
Industria: Productos de consumo y ventas

Los rediseños de envases son una empresa seria. En el lado del marketing, los cambios son visuales y emocionales; en el lado de la fabricación, los cambios cuestan dinero. Antes de hacer la inversión para revisar sus sistemas de herramientas de botellas de vidrio, el fabricante de la cerveza Premium de James Boag de Australia necesitaba saber que una actualización de su botella no sería un cambio por el bien del cambio. Tenía que estar seguro de que la nueva botella se vería bien y sería bien recibida por los clientes. Idealmente, esta confianza llegaría antes de dedicar un tiempo y un capital importantes al proyecto.

Como proveedor de botellas de Boag, Orora tenía piel en el juego para validar el diseño de forma rápida y precisa. El equipo de Innovación y Diseño de Orora puso las ruedas en marcha poniéndose en contacto con 3D Systems On Demand Manufacturing, un socio de larga data, para desarrollar un prototipo impreso en 3D de última generación. Manteniendo los procesos de la cadena de suministro existentes de Boag en la cima de la mente, una botella de nuevo aspecto fue diseñada para cumplir con la infraestructura de fabricación ya en su lugar para ayudar a evitar cambios costosos y lentos.

Impresión 3D un aspecto similar para el vidrio

Para obtener la entrada de Boag en el nuevo diseño, se necesitaba un modelo de apariencia creíble para la evaluación. Para ser convincentes, los modelos impresos en 3D necesitaban tener la misma claridad y tono que el vidrio, así como el mismo peso en la mano. Los expertos en fabricación bajo demanda de 3D Systems tuvieron en cuenta las disparidades de peso ajustando el grosor de la pared interior del archivo de diseño en función de la densidad de la resina de estereolitografía seleccionada (SLA), y luego se pusieron a trabajar en la coincidencia de colores para lograr el verde icónico de la botella clásica de Boag.

Utilizando la tecnología de impresión 3D SLA líder de 3D Systems y la resina VisiJet® SL Clear, los expertos en fabricación bajo demanda de 3D Systems imprimieron cuatro prototipos de SLA. “Las pruebas de laboratorio exitosas de los materiales transparentes de 3D Systems verifican que son la mejor solución para impresiones 3D transparentes”, dijo el Dr. Don Titterington, Vicepresidente de I+D de Materiales de 3D Systems. “Utilizados en una variedad de aplicaciones exigentes, los materiales transparentes ofrecen opciones rentables y de alto rendimiento para prototipos funcionales y transparentes.”

Una vez impresas, las botellas fueron puestas a través de un protocolo de acabado interno para llevarlos a la calidad final del producto. Esto incluyó lijado húmedo y seco, aplicando un tinte superficial, y una capa transparente final para entregar un brillo similar al vidrio. Con solo unos sencillos pasos, las impresiones claras de SLA se pueden transformar con resultados increíbles. Según Tracy Beard de 3D Systems, gerente general de las instalaciones de On Demand Manufacturing en Lawrenceburg, TN, miles de piezas claras se producen cada semana solo en las instalaciones de Lawrenceburg. “Los materiales son lo suficientemente versátiles como para ser acabados rápidamente y teñidos para prototipos perfectos”, dice Beard.

Comentarios rápidos para un rápido progreso

Los modelos de apariencia estaban listos en una semana, lo que permitió a Orora y Boag realizar rápidamente la transición del nuevo diseño a las pruebas de los clientes y medir la reacción del público. Llenaron las botellas impresas en 3D con líquido, las equiparon con una etiqueta y una gorra, y las pusieron en una tienda para su monitoreo. Los comentarios de estas pruebas en la tienda indicaron que el nuevo diseño fue un éxito, despejando el nuevo diseño para la producción.

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“La nueva botella Lager de James Boag ha establecido un estándar dentro de Orora para la forma en que el diseño de envases y el prototipo 3D pueden unirse sin problemas con poca antelación”, dijo el equipo de Innovación y Diseño de Orora. “Es el tipo de innovación tecnológica que nos está dando una ventaja crítica a la hora de desarrollar soluciones de diseño y fabricación de embotellado de mejores prácticas para nuestros clientes”.

Tecnología ASMPacific: El proveedor de semiconductores y equipos LED utiliza NX para lograr el objetivo de construir fábricas inteligentes

Producto: NX CAM
Industria: Electrónica y Semiconductores

Las soluciones de software de Siemens Digital Industries permiten a ASM Pacific Technology Ltd. mejorar la eficiencia y la calidad de la producción en un 70%

En busca de soluciones para mantener el ritmo de los avances en la tecnología electrónica

ASM Pacific Technology Ltd. (ASM) es el mayor proveedor mundial de equipos de fabricación y montaje de diodos (LED) emisores de semiconductores y luz. ASM se especializa en proporcionar equipos de fabricación y montaje LED para fabricantes de chips, fábricas de fabricación y montaje de circuitos integrados (IC) y fabricantes de electrónica de consumo. Con la aceleración de los avances de la tecnología electrónica, los proveedores de equipos de fabricación ascendentes tienen la tarea de producir equipos más sofisticados en tiempos de ciclo más cortos. Como líder de la industria, ASM pone un alto valor en el desarrollo y producción de productos, invirtiendo el 10 por ciento de sus ingresos anuales de ventas en el desarrollo de productos. Pero el sistema y las separaciones geográficas entre sus centros de investigación y desarrollo y las fábricas de fabricación (cada una con ubicaciones en Asia y Europa) crearon brechas significativas entre las actividades de diseño, desarrollo y producción de ASM.

Superación de retos con NX CAM

Aplicar directamente modelos de productos tridimensionales (3D) a las actividades de producción/fabricación resultó difícil porque los modelos carecían de información completa sobre el producto. Además, era imposible que los procesos de fabricación adoptados por las fábricas capturaran la intención de diseño, lo que dificultaba el flujo de datos de productos entre el diseño asistido por ordenador (CAD) y la fabricación asistida por ordenador (CAM).

Debido al tiempo significativo necesario para transferir los cambios de diseño del centro de desarrollo de productos a la fabricación, ASM se dio cuenta de que necesitaba integrar CAD y CAM. La integración completa del diseño y la fabricación podría eliminar los problemas asociados con la automatización y eficiencia del diseño y la producción, al tiempo que apoyaría una actualización del negocio y los procesos de la empresa.

“El desarrollo y la producción de productos son las partes principales de ASM”, dice Chen Lizhi, director de tecnología de información y tele-comunicaciones ASM MIS. “ASM invierte el 10 por ciento de las ventas en actividades de desarrollo de productos. Contamos con varios centros de desarrollo de productos y fábricas de fabricación en todo el mundo. Con el fin de eliminar a fondo los problemas de conexión sin problemas en la vinculación de diseño y producción, decidimos implementar un sistema computarizado en la etapa de producción / fabricación, utilizando NX como la plataforma de software de mecanizado de piezas estándar para implementar el sistema computarizado uniformemente.

“Comenzamos a utilizar el software NX CAM de Siemens Digital Industries Software en fábricas de fabricación en 2000. Hemos desplegado más de 100 suites en fábricas de todo el mundo, incluidas las de Shenzhen, Singapur y Malasia”. La digitalización exitosa ha llevado la productividad a un nuevo nivel.

FBM claves procesos más eficientes

La ventaja más inmediata de la aplicación del software NX™ es que su capacidad de mecanizado basado en características (FBM) elimina las barreras de datos entre el diseño y la fabricación. Con la tecnología FBM, NX CAM puede leer e identificar automáticamente la información de producto y fabricación (PMI), tolerancias, precisión de mecanizado de superficies y otra información conectada a modelos de productos 3D, y seleccionar automáticamente métodos de mecanizado, procesos y herramientas, al tiempo que conduce directamente la programación y el mecanizado de control numérico (NC).

Además, el mecanizado basado en características permite la transferencia automática de datos relacionados entre CAD y CAM, e identifica automáticamente las características y crea programas NC estandarizados para procesos de mecanizado. Asm ahora puede minimizar el error humano al tiempo que maximiza la eficiencia y la precisión.

Mientras tanto, con la capacidad integrada de simulación y verificación (ISV) NX CAM, reduciendo significativamente los errores de programación y mejorando la calidad del mecanizado. Los ingenieros de ASM ya no necesitan realizar pruebas en máquinas herramienta físicas. En su lugar, pueden comprobar la programación NC de rutas de herramienta para obtener precisión y fiabilidad en un entorno virtual y verificar la ruta de herramienta y el proceso de eliminación de material en un entorno 3D. La simulación de máquinas herramienta impulsada por código G impulsa el verdadero movimiento del modelo 3D de la máquina herramienta (incluidos accesorios y herramientas), lo que garantiza el éxito por primera vez del mecanizado en el mundo real.

Con tecnologías de mecanizado y fabricación más avanzadas, ASM está marchando hacia el objetivo de construir fábricas inteligentes.

“El mecanizado basado en características de NX CAM nos permite experimentar verdaderamente la conexión perfecta entre CAD y CAM, lo que permite a la fabricación responder más rápidamente a los cambios de diseño, reduciendo así significativamente el tiempo de respuesta a los requisitos del usuario y reduciendo el tiempo de comercialización”, dice Hu Dewen, gerente senior de fabricación de CAD/CAM de ASM. “Nuestros resultados estadísticos muestran que el mecanizado basado en características y el PMI han mejorado la eficiencia de producción y la calidad de ASM en un 70 por ciento, ahorrando así mucho tiempo valioso.”

BOA marca para mejorar los sistemas de ajuste de rendimiento con piezas de la Figure 4

Producto: Impresión DLP
Industria: Productos de consumo y venta

Ya sea que se den cuenta o no, más de la mitad de los ciclistas en el Tour de Francia confían en el BOA® Fit System mientras se mueven milla tras milla en el campo. BOA es también el hilo conductor que conecta ropa de trabajo, refuerzo médico y deportes como golf, snowboard y trail running, ya que cada uno integra el sistema patentado de ajuste de tres partes de BOA en productos de alto rendimiento, manteniendo a los trabajadores y atletas marcados.

Boa Fit System se incorpora a los productos de marcas líderes en el mercado en todas las industrias que se asocian con BOA para ofrecer a sus usuarios el mejor rendimiento. Disponibles en una gama de niveles de potencia diseñados para adaptarse a la intensidad del deporte y la fuerza de cierre necesarias para el producto, los sistemas de rendimiento de BOA están diseñados para ofrecer un ajuste rápido, sin esfuerzo y de precisión.

La búsqueda de materiales impresos 3D funcionales

Uno de los componentes principales del sistema BOA Fit es el dial. Las esferas están diseñadas a tres niveles de potencia diferentes dependiendo de las tensiones de encaje alcanzadas por el engranaje al que están instalados. Esto incluye las esferas de snowboard de alta potencia con reducciones de marchas para el par alto que lanzó el éxito de BOA en 2001. Daniel Hipwood es un ingeniero de diseño sénior en BOA que pasa su tiempo trabajando en el diseño mecánico de estos productos.

BOA ha estado utilizando la impresión 3D para prototipos desde hace varios años, pero según Hipwood, ha sido difícil igualar las aplicaciones de BOA con el rendimiento del material que necesitan. Debido a que los productos de BOA son pequeñas y las propiedades mecánicas son primordiales, muchos materiales de impresión 3D solo podrían ayudar a BOA con la verificación de conceptos y la estética.

“Hemos estado realmente obstaculizados por los materiales disponibles para nosotros”, dice Hipwood, explicando que las piezas que BOA estaba imprimiendo se estaban volviendo quebradizas y no aguantaban con el tiempo. “Tendríamos un concepto y tres días después, si la parte se cayera de un escritorio en una reunión, se rompería en un millón de pedazos. Ha sido un verdadero desafío encontrar un rendimiento similar al termoplástico en las resoluciones que necesitamos, y en realidad piezas de impresión 3D que funcionan a nuestra escala y todavía pueden mantener esas propiedades”.

Aunque el flujo de trabajo de BOA todavía incluirá pequeñas tiradas de piezas moldeadas por inyección preproducción para el futuro previsible, la compañía quería cerrar la brecha entre la durabilidad de la pieza impresa en 3D y las piezas moldeadas por inyección final para que pudiera empujar sus diseños más lejos, más rápido y con mayor confianza antes de comenzar el proceso de herramientas. Su investigación llevó a BOA a la tecnología y materiales de la Figure 4 de 3D Systems.

Llevar las pruebas más lejos con Figure 4

La F4 es una tecnología de fabricación aditiva basada en proyección que utiliza una membrana sin contacto para combinar precisión y increíble fidelidad de detalle con velocidades de impresión ultrarrápidas. Junto con los materiales de la F4 de 3D Systems, BOA puede utilizar la F4® Independiente para obtener información temprana sobre el rendimiento de las piezas de producción. En lugar de esperar las tres semanas típicas para piezas mecanizadas, BOA ahora puede evaluar la viabilidad de sus diseños en la misma tarde utilizando la F4.

BOA utiliza varios de los materiales de la F4 de 3D Systems, y es particularmente aficionado a la F4® PRO-BLK 10. A diferencia de otros materiales aditivos que BOA ha probado en el pasado, este material de alta precisión y calidad de producción tiene estabilidad ambiental a largo plazo y un comportamiento similar al termoplástico. Esto ha demostrado ser altamente beneficioso y respondió a la búsqueda de BOA para un material que proporcionaría resolución y rendimiento con la capacidad de mantener sus propiedades. El material está funcionando muy bien para los propósitos de BOA, y la compañía está llevando a cabo pruebas de correlación continuas entre las piezas de producción final y las piezas de la F4 para comprender los requisitos de rendimiento umbral que necesita antes de pasar a la producción. “A veces es en realidad uno a uno, por lo que están realizando lo mismo que nuestros componentes moldeados por inyección”, dice Hipwood.

Como parte del desarrollo de productos, a BOA le gusta tomar prototipos viables y ponerlos en los zapatos temprano en el proceso de diseño para que los probadores puedan interactuar con ellos. Incluso para diseños que no pasarán a la producción final, adjuntar esferas a los zapatos y someterlos a abusos rutinarios ayuda a BOA a recopilar datos de diseño y rendimiento sobre lo que funciona y lo que no. Este aspecto de las pruebas requiere que las esferas se cosan directamente en tela sin agujeros moldeados. Según Hipwood, encontrar plásticos convencionales que se pueden coser es bastante difícil, y mucho menos encontrar un material curado UV que funcionará sin agrietamiento. “Perforar una aguja a través del plástico es un problema de dureza. Se necesita un material resistente, pero que aún mantiene suficiente rigidez para llevar a cabo sus otros usos. La reducción del recuento de piezas es clave, por lo que el componente cosido puede tener otras funciones importantes que requieren un material plástico rígido”, dice Hipwood. El hecho de que la F4 PRO-BLK 10 se pueda utilizar para prototipos de esta manera ha sido una gran ayuda para BOA, ahorrando tiempo y dinero para iterar rápidamente sus diseños para obtener el máximo rendimiento.

Junto con su sistema de ajuste, BOA es conocido por su garantía de por vida: La Garantía BOA. La calidad del producto fuera de la puerta es primordial y tener piezas impresas funcionales ayuda a Hipwood y al equipo de ingenieros de BOA a ofrecer nuevos productos innovadores con ciclos de diseño más rápidos y menos rediseño de los componentes después de la creación de herramientas. “Todo el mundo se esfuerza por reducir y optimizar sus productos, lo que hace que sea fundamental identificar los puntos débiles tan pronto como sea posible en el proceso de diseño para evitar encontrar problemas cuando ya se han creado moldes.”

Los materiales adicionales en uso en BOA incluyen la F4® TOUGH-GRY 15, un material de prototipado gris duradero, y la F4® ELAST-BLK 10, un material de prototipado elastomérico. Más allá de las pequeñas piezas mecánicas dentro de los sistemas de marcación de cordones, BOA utiliza la F4 Independiente para imprimir pruebas estéticas de concepto, fijación de uso final y sobremoldos de agarre de goma.

Un historial de éxito

Según Hipwood, la decisión de BOA de invertir en la tecnología de 3D Systems fue doble. El primer factor fue la experiencia positiva de BOA hablando con el equipo de 3D Systems, y el nivel de soporte y experiencia que 3D Systems demostró. El segundo factor fue la trayectoria de 3D Systems. Como originador de la industria de impresión 3D con una cartera establecida y robusta, BOA confiaba en la longevidad de su inversión si trabajaba con 3D Systems. “Otras opciones que exploramos se sintieron como un producto alfa o beta que no fue probado del todo”, dice Hipwood. El claro enfoque de 3D Systems en la innovación y el avance del estado de la fabricación aditiva hicieron que la empresa destacara.

BOA está satisfecho con su decisión de incorporar la F4. “Hay más de unas pocas personas aquí que pueden hablar sobre cómo la impresora les está ayudando a validar su trabajo”, dice Hipwood.

Entrevista: Dan Swartz de Ventrac habla Sincrónico y SEU

Producto: Solid Edge
Industria: Automotriz y Transporte

“Miramos otros productos, pero los chicos de Solid Edge fueron capaces de mostrarnos lo que queríamos ver, que estaba convirtiendo una parte de chapa 2d y lo puso en 3D. Ellos fueron los únicos en hacer eso, así que fuimos con su producto.”

Dan, ¿cómo te involucraste en Solid Edge en primer lugar?

Tengo un poco de un fondo diferente de una gran cantidad de usuarios de Solid Edge. Nunca fui a la escuela de ingeniería ni nada por el estilo. Empecé en la línea de pintura y trabajé hasta entrar en la oficina de ingeniería que ejecuta autoCAD. Eventualmente estaba haciendo CAD Admin, y ayudó a tomar la decisión sobre mudarme a Solid Edge. También miramos otros productos, pero los chicos de Solid Edge fueron capaces de mostrarnos lo que queríamos ver, que estaba convirtiendo una parte de chapa 2d y lo puso en 3D. Ellos fueron los únicos en hacer eso, así que fuimos con su producto.

Comenzamos a usar Solid Edge con V19 (aprox. 2004, dos versiones antes de ST1), procedentes de AutoCAD. Nuestro ingeniero principal todavía inicia diseños para productos en AutoCAD, pero una de las grandes cosas de Solid Edge es que traer los datos de AutoCAD es tan fácil, y podemos seguir trabajando en el diseño.

He oído que has estado en Solid Edge University un par de veces…

Poco después de empezar a usar el software, también comenzamos a asistir a las conferencias anuales. No se llamaban Solid Edge University en ese entonces. Asistimos a reuniones en Huntsville, Nashville, Cincinnati, Atlanta.

Estas conferencias son como reuniones familiares. Fuimos probadores beta de Solid Edge SharePoint, así que podemos hablar con otros evaluadores beta y ver cómo vienen con las nuevas versiones, otros usuarios de Solid Edge, y siempre podemos ver las demostraciones del nuevo software. Cada año siempre hay cosas nuevas, nunca lo mismo, a pesar de que venimos a estas conferencias año tras año.

Hay tantas clases diferentes, que realmente necesita para echar un vistazo a la agenda y elegir y elegir sus intereses. Hay tantas cosas que no puedes hacer todo. Por lo general Ventrac envía entre 2 y 5 personas. De esa manera podemos separarnos y cada uno de nosotros ve las sesiones que nos interesan. En el camino a casa comparamos notas y luego de vuelta en la oficina actualizamos el resto de los usuarios de Solid Edge sobre las cosas que son más importantes para nosotros.

Sé que para una pequeña empresa como Ventrac, un evento como Solid Edge University fue muy difícil para nosotros justificar el costo. Pero fuimos, y lo que descubrimos es el acceso a la información y a las personas que conocemos, es una gran manera de hacer networking, aprender algunos consejos y trucos ya sea de otros usuarios, o los propios profesionales de Siemens! Si usted está luchando en alguna área en Solid Edge, este es un lugar para averiguar cómo hacer eso! Tienes clases donde usuarios como yo están compartiendo lo que hacen y cómo usan SE. por lo que es muy fácil relacionarse con alguien allí. Como Synchronous, si no sabes cómo, es aterrador. Pero vaya a SEU, asista a una clase sobre síncrono y haga preguntas de aquellos que lo están usando.

Hay algunas cosas que me confunden cuando estoy en una de estas convenciones. Una es cuando veo empresas que no se mantienen al día con el software. Y también cuando la gente ni siquiera prueba algunas de las mejores funciones nuevas como Synchronous. Hablaré con alguien y me preguntarán cómo hago algo, y se lo diré, y podrían decir “Nunca he visto eso antes” “¿En qué versión estás?” “Oh, estamos en como ST2 o algo así”. Por supuesto que te vas a perder un montón de grandes herramientas nuevas cuando nunca actualizas a la última versión.

¿Ya estás usando ST9?

ST9 ha estado disponible durante un par de semanas, y lo estamos instalando en nuestro servidor de prueba Share Point. Solíamos instalar la nueva versión cuando estábamos usando solo Solid Edge, pero como ahora usamos Solid Edge SharePoint, realizamos una instalación de prueba para asegurarnos de que todo funciona con Share Point.

¿Tímido U ordenado?

Somos una tienda de chapa y trabajamos todos nuestros frenos rectos. A los chicos de la tienda les gusta ver los dibujos provenientes de Solid Edge. La mayoría de nuestras cosas se hacen en Synchronous, aunque a veces nos encontramos con cosas que tienen que hacerse ordenadas. Me desconcierta por qué más gente no usa Synchronous. Tiene mucho más sentido. Es fácil de usar, y usted no tiene que preocuparse de características que explotan o largos tiempos de reconstrucción.

¿Tiene algún consejo para los nuevos usuarios de Solid Edge?

¿El mejor consejo que puedo dar a cualquiera que me pregunte qué hacer? Asista a la siguiente SEU, manténgase al día sobre las versiones y los paquetes de mantenimiento, y aprenda sincrónico. Como he dicho antes, Synchronous ha cambiado CAD Forever. Si nunca ha asistido a una Universidad De Borde Sólido, ¡Comience hoy mismo! ¡Vale la pena el dinero!

ATK: Transformar datos en un activo corporativo

Producto: TEAMCENTER
Industria: Aeroespacial y Defensa

Con la solución Teamcenter para Reporting and Analytics, ATK extrae información de varios sistemas empresariales, proporcionando información inteligente para decisiones más inteligentes.

Innovación entregada a través de PLM

ATK es una compañía aeroespacial y de defensa de primer nivel con aproximadamente 17,000 empleados trabajando en los Estados Unidos, Puerto Rico e internacionalmente. La compañía desarrolla y fabrica materiales y productos altamente diseñados que apoyan aplicaciones de misión crítica para sus clientes de defensa, aeroespacial y seguridad y deportivas.

El objetivo comercial de ATK es “Innovación entregada”. Para impulsar la innovación, la empresa ha adoptado plenamente una estrategia de gestión del ciclo de vida del producto (PLM) en sus divisiones y cadena de valor. Las soluciones de Siemens Digital Industries Software – NX™ software, Tecnomatix® software y software Teamcenter® – forman la base de la estrategia PLM de ATK, que abarca el ciclo de vida del producto. “Nuestro uso de PLM abarca desde la gestión de carteras, hasta la recopilación de requisitos y, a continuación, el uso de esos requisitos en todas las organizaciones dentro de ATK, e incluso nuestra cadena de suministro fuera de ATK, para ofrecer productos que satisfagan las necesidades de nuestros clientes”, explica Jon Jarrett, director de procesos y herramientas de ingeniería de ATK.

La información existe, pero ¿cómo llegar a ella?

La base de datos PLM de ATK contiene una gran cantidad de datos de productos y procesos, sin embargo, es sólo una fuente de información que los gerentes aprovechan mientras llevan a cabo sus programas. Otros datos relevantes residen en los sistemas financieros, el sistema de planificación de recursos empresariales (ERP) de la empresa, el sistema de programación de la empresa, etc. Con información comercial crítica segregada en “silos”, se había vuelto difícil responder a preguntas comerciales comunes como: “¿Cuál es mi rendimiento de primer paso?” o “¿Cuántos documentos se necesitan para apoyar este programa y todos saldrán a tiempo?”

ATK había estado respondiendo a tales preguntas asignando a una persona que peinase a través de las bases de datos pertinentes, se comunicara con las personas apropiadas y preparara un informe. Algunos de esos informes ad hoc requerían hasta 80 horas para generar. Y aunque la empresa fue capaz de obtener respuestas a preguntas específicas de esta manera, los gerentes no fueron capaces de utilizar los datos de forma fácil o proactiva. De hecho, muchos habían creado sus propias hojas de cálculo y otros documentos para el seguimiento de programas y procesos. “La gente estaba haciendo trabajo duplicado y no había un formato consistente para esos documentos”, dice Jarrett. “Y la gente constantemente estaba siendo pinged para la información. Esas interrupciones son muy perjudiciales para la productividad. Queríamos más eficiencia para sacar los datos, y queríamos que se mostrara de una manera de la que todo el mundo pudiera beneficiarse”.

Una solución de BI que funciona con PLM

Una solución de inteligencia empresarial (BI), software diseñado para identificar, extraer y analizar datos, parecía ser lo que ATK necesitaba. Sin embargo, el primer uso de una solución de BI para datos PLM por parte de la empresa fue un error. “Fuimos por el camino con una determinada solución de BI para extraer datos PLM, pero no podía entender los modelos de datos PLM o las reglas de seguridad”, dice Paul Nelson, arquitecto de PLM en ATK. “No queríamos que la gente viera datos a los que no debería tener acceso. Queríamos poder extraer esos datos en busca de oro, pero no convertirlos en un free-for-all”.

A continuación, ATK probó la solución Teamcenter para Reporting and Analytics, que resultó ser una solución mucho mejor. Reporting and Analytics no solo puede trabajar con los modelos de datos y las reglas de seguridad de Teamcenter, sino que las empresas pueden utilizarla para extraer información de múltiples fuentes, incluidas aplicaciones comerciales como los sistemas financieros de ATK, así como programas de cosecha propia. Además, con Reporting and Analytics, los usuarios pueden agregar datos de varias fuentes a informes y paneles. Los usuarios pueden explorar diferentes grados de datos de nivel inferior para comprender los detalles del proyecto o los datos de nivel superior para obtener el panorama general. Los informes y paneles de ATK suelen contener tres categorías de información: para ejecutivos, gerentes y trabajadores individuales.

“Con Reporting and Analytics, podemos extraer rápidamente datos que nos ayuden a dirigir nuestro negocio”, dice Nelson. “Ahora estamos sacando oro de esos datos. Está desbloqueado, y se puede presentar de una manera que la gente entienda inmediatamente”. Por ejemplo, ATK ha establecido un panel de ciencia e ingeniería al que se tiene acceso a través de un portal de SharePoint. “Con sólo un vistazo, la gente puede ver que la pantalla es roja o verde, y conocer el estado inmediatamente.”

Escritores de informes reasignados; todo el mundo es más eficiente

Un panel que muestra los costos y los horarios se muestra continuamente en un televisor de pantalla grande en un lugar bien recorrido donde todo el mundo puede verlo. Además de los paneles, ATK ha utilizado Reporting and Analytics para desarrollar una serie de informes altamente útiles. Este trabajo es realizado por Tim Gleason, un ingeniero de software atk, que ahora está manejando un volumen de trabajo que requería cuatro personas anteriormente. “Tim apenas puede mantenerse al día con todas las solicitudes de informes, que provienen de los gerentes y ocasionalmente incluso de los clientes”, dice Jarrett. “Pero solíamos tener cuatro personas haciendo este trabajo. Ahora es sólo Tim. Los otros han sido reasignados.” Las herramientas de Reporting and Analytics permiten a Gleason crear informes mucho más rápido de lo que nadie podría antes, y aprecia el hecho de que puede organizar fácilmente la información en cualquier formato que alguien solicite.

Un gran ejemplo del tipo de “oro” que ATK ahora extrae fácilmente de sus sistemas empresariales es uno llamado “Automated Requirements Volatility Metric (ARVM)” que se basa en los datos de Teamcenter System Engineering. “Una de las métricas predictivas establecidas por el Consejo Internacional de Ingeniería de Sistemas (INCOSE) para determinar el éxito del programa es la frecuencia con la que cambian los requisitos durante la vida del programa”, explica Nelson. “No vas a tener un programa exitoso si estás tratando de alcanzar un objetivo en movimiento. Los informes arvm realizan un seguimiento de cuántos de esos requisitos de línea base están cambiando mensualmente. Si están cambiando más de un umbral determinado, la pantalla se vuelve roja. Es una manera de que un gerente de programa supervise la salud del programa”. ATK rastree esta información en el pasado. De hecho, habían asignado a una persona para recopilar datos y proporcionar el informe mensual. Esa persona ha sido reasignada.

Otros informes utilizados en ATK incluyen uno que permite a las personas ver todos los elementos que tienen debido dentro de un cierto período de tiempo. “Por lo general, la gente sólo consigue el martillo cuando están detrás. Esto cambia el enfoque de la lucha contra incendios a ser proactivo”, dice Nelson. Otro informe muestra a los gerentes cuántos documentos aún deben completarse para un programa determinado. Al combinar la información del sistema PLM y el sistema de programación, este informe también puede indicar al gerente exactamente cuántas horas se necesitan para completar ese trabajo.

En general, la implementación de Reporting and Analytics ha hecho que todos, desde ejecutivos hasta ingenieros, sean más eficientes, según Jarrett. “La gente no está siendo molestada todo el tiempo, y no están teniendo que hacer sus propios informes de Excel”, dice. “Estamos ahorrando miles de horas de esta manera.” Otra ventaja de la solución Teamcenter es que la información es más actual. Con informes que antes tardaban hasta 80 horas en crearse ahora de forma automática, muchos informes se generan cada hora, diariamente o semanalmente en lugar de mensualmente. Esta visibilidad en tiempo real ayuda a controlar la integridad y la precisión de los datos. Por último, ATK está viendo a sus ejecutivos aprovechar más la información en los sistemas empresariales de la compañía. “Seguro que podrían hacer una búsqueda avanzada de una base de datos, pero están demasiado ocupados para eso”, explica Nelson. “Si rompes las barreras, como lo hemos hecho dándoles un panel que es muy gráfico y fácil de usar, obtienes más compromiso de liderazgo con los datos.”

NuVasive aprovecha el ecosistema de MA para optimizar la tecnología de implantes de columna vertebral

Producto: Impresión DMP
Industria: Médica

NuVasive vio una oportunidad con la fabricación aditiva (AM) en 2015. La compañía de dispositivos ortopédicos reconoció que la capacidad única de AM para producir formas complejas y optimizadas podría abrir nuevas vías en su diseño y fabricación de soluciones de columna vertebral mínimamente invasivas e integradas procedimentalmente. El único problema era que nadie en la empresa poseía experiencia am.

NuVasive sabía que necesitaba asociarse con un proveedor de servicios y fabricación para el proceso de AM. El resultado de esa colaboración final fue que NuVasive rápidamente capitalizó las ventajas de AM, pasando del diseño al mercado en poco más de un año con el lanzamiento en 2017 de Modulus®, ahora una línea completa de implantes.

Elegir un socio para aumentar la experiencia

Optimized spinal implant by NuVasive produced using 3D printing

Incluso teniendo en cuenta el talento y la experiencia alojados dentro del equipo de NuVasive, el trabajo duro combinado con la innovación estratégica permitió a la empresa diseñar, calificar y llevar al mercado con éxito una familia optimizada de implantes AM en 14 meses. Si se trata de un producto de fabricación sustractiva, esto no sería una sorpresa: NuVasive tiene una planta de fabricación de 180.000 pies cuadrados en West Carrollton, Ohio, donde realiza la fabricación tradicional día a día. AM es otra historia, y la novedad del enfoque de la empresa y su fuerza de trabajo presentó desafíos únicos.

Al darse cuenta de que necesitaban asesoramiento externo, NuVasive identificó por primera vez varios criterios de primera línea para seleccionar a su experto en AM. La calidad y fiabilidad de la tecnología de impresión 3D disponible no eran negociables. La compañía necesitaba soporte de aplicaciones de software para fabricar eficazmente un dispositivo novedoso. Por último, buscó un socio que tuviera credibilidad dentro de la industria am y pudiera crecer junto a NuVasive.

“No estábamos dispuestos a correr ningún riesgo en este sentido”, dijo Jeremy Malik, Director de Desarrollo de Productos de NuVasive.

Después de llevar a cabo una investigación exhaustiva, NuVasive eligió 3D Systems, con su tecnología direct metal printing (DMP) y equipo de ingenieros de aplicaciones y expertos en AM, para comercializar Modulus.

Pasar del concepto a la comercialización

La filosofía de diseño detrás de la línea Modulus era utilizar la nueva tecnología de una manera significativa para entregar un producto final que es innovador, en lugar de nuevo. Según NuVasive, el objetivo de la compañía era proporcionar el implante espinal óptimo sin hacer compensaciones significativas en el proceso.

3D Systems' metal additive manufacturing machines at the Customer Innovation Center in Denver, CO

La línea Modulus equilibra la porosidad con el uso compartido de carga, y cada SKU independiente está optimizada para mejorar la radiolucidez. Esto se logró a través de la optimización topológica, una estrategia de diseño basada en algoritmos que elimina el exceso de material que no sirve para ningún propósito estructural o funcional. Un componente que ha sido optimizado topológicamente es de peso más ligero sin impacto adverso en la fuerza. En el caso de la línea Modulus, la optimización topológica también facilita mejores características de imagen en todas las formas y tamaños de implantes, dando a los cirujanos una mejor visión de la fusión ósea durante el seguimiento. Además, la estructura de celosía optimizada proporciona una arquitectura totalmente porosa que crea un entorno propicio para el crecimiento óseo.

“Queríamos hacer cosas que antes no podíamos hacer”, dijo Malik. “Hay más en este dispositivo que simplemente utilizar una nueva tecnología para llevarla al mercado; utilizamos nueva tecnología para ayudar a impulsar mejores resultados clínicos para los pacientes”.

Juntos, las dos empresas generaron una serie de iteraciones de archivos para diferentes formas en que los dispositivos deseados podían ser impresos, y 3D Systems proporcionó experiencia crítica de la industria en estrategias de impresión, metalurgia y eliminación de polvo residual, entre otros aspectos desconocidos pero impactantes de AM.

“No sabíamos lo que no sabíamos”, dijo Malik. “3D Systems nos ayudó a educarnos sobre el proceso aditivo y trabajó con nosotros para planchar nuestro proceso más allá de la impresión. Tuvimos mucho diálogo abierto, y esa comunicación fue clave para nuestro éxito”.

A través del proceso, NuVasive aprovechó los Centros de Innovación del Cliente (CIC) de 3D Systems. Estas instalaciones, y el acceso a la experiencia que se encuentra dentro de ellas, proporcionan un ecosistema de soluciones am que incluyen capacidades de diseño y fabricación, junto con hardware, software y materiales de primera calidad. Abarcando todo, desde el desarrollo de aplicaciones y la ingeniería front-end, hasta la validación de equipos, la validación de procesos, la calificación y producción de piezas, los CICs de 3D Systems ayudan a las empresas con diversos niveles de experiencia a acelerar la innovación a través de la tecnología aditiva.

Desde el diseño hasta la producción, NuVasive fue capaz de capitalizar lo que la tecnología tenía que ofrecer en términos de mejor funcionalidad sin realizar grandes inversiones iniciales.

Las dos empresas también colaboraron más allá de la optimización del diseño para lograr un flujo de trabajo de producción de AM calificado. A pesar de la trayectoria de NuVasive en la obtención de autorización de la FDA en productos hechos con fabricación tradicional, el uso de un nuevo proceso introdujo desafíos regulatorios únicos.

Según Malik, NuVasive abordó esas cuestiones aprovechando los datos de 3D Systems sobre la reproducibilidad de la fabricación con el fin de reforzar sus justificaciones en su presentación a la FDA.

“3D Systems tenía clientes que limpiaban dispositivos a través de la FDA en el pasado, así que sabíamos que nos asociamos con alguien que tenía experiencia interna para ayudarnos a navegar por estos requisitos”, dijo. “Esa era una buena red de seguridad.”

Integración de aditivos en la cartera

Avanzando rápidamente hasta hoy, NuVasive es un líder de la columna vertebral en AM con una familia totalmente impresa en 3D de implantes de columnas limpias por la FDA en el mercado. La línea Modulus es el resultado de un diseño reflexivo y equilibra los beneficios de los requisitos de porosidad y rendimiento de los dispositivos de fusión entre anticuerpos.

Al final, NuVasive tardó aproximadamente 14 meses en pasar del concepto a la comercialización con su línea de productos Modulus. Aunque se trata de un cronograma bastante estándar para los procesos de fabricación tradicionales, la empresa se mostró entusiasmada de poder mantener el mismo ritmo en su primera aplicación de AM.

“Es un compromiso importante construir su proceso de producción además de diseñar y construir su producto”, dijo Malik. “Estábamos orgullosos de tener la capacidad de desarrollar ambos, y confiamos en 3D Systems para ayudar a construir nuestros conjuntos de datos y justificaciones con el fin de llevarnos al mercado.”

En cuanto a la fabricación e implementación de productos, 3D Systems proporciona flexibilidad en la cadena de suministro y cumple con los pedidos de producción por volumen internamente o a través de socios certificados, así como ayuda a los clientes a pasar a la producción aditiva en sus propias instalaciones a través del conocimiento y la transferencia de tecnología.

NuVasive está empezando a hacer su propia impresión 3D de titanio internamente, y está utilizando la tecnología DMP para la prototipado de I+D, así como para entender mejor cómo funcionan las máquinas para seguir refinando su proceso de producción.

“Ha sido una gran mejora para nosotros tener esa capacidad en el lugar”, dijo Malik. “Ahora tenemos un proceso de fabricación legítimo y escalable y la capacidad de mejora continua en el futuro.”

Digitalización de herramientas metálicas y piezas de compuestos de fibra de carbono con el escáner HandySCAN 3D

Producto: HandySCAN 3D
Industria: Maquinaria y Equipo Industrial

La EADS (Compañía europea de aeronáutica, defensa y espacio) es una empresa líder internacional en el sector aeroespacial, de defensa y servicios relacionados. La empresa lleva varios años utilizando los productos de medición 3D portátiles de Creaform.

Más concretamente, EADS utiliza tanto HandySCAN 3D como el escáner CMM óptico MetraSCAN 3D para digitalizar herramientas y piezas compuestas (carbono/resina epoxi) y para elaborar comparaciones entre piezas y archivos CAD. Para realizar sondeos, EADS utiliza el escáner CMM óptico HandyPROBE. Además de VXelements, el software de adquisición de datos de los sistemas Creaform, EADS utiliza también el módulo VXtrack para realizar mediciones dinámicas, así como VXlocate, un módulo de software desarrollado mediante una asociación entre Creaform y EADS.

Ejemplo de aplicación de HandySCAN 3D

Como parte de un estudio sobre la posible distorsión geométrica de las piezas compuestas de fibra de carbono, y con la ayuda de un dispositivo HandySCAN 3D, EADS escaneó herramientas de 1 000 mm x 800 mm, así como piezas de 650 x 300 mm, con el fin de evaluar posibles deformaciones tras su fabricación.

Partes de herramientas

En primer lugar, EADS escaneó las herramientas para verificar que estas cumplieran con el plan en CAD.

Escaneado de herramientas con el HandySCAN 3D

A continuación se escanearon dos de las piezas elaboradas con esta herramienta y se compararon los resultados.

Escaneado de las piezas y resultados

El segundo paso consistió en utilizar herramientas de simulación muy potentes para calcular la distorsión de las piezas antes de su fabricación, con el objetivo de comparar los archivos de las piezas escaneadas.

Simulación

Los resultados obtenidos por EADS permitieron validar el software de simulación, desarrollado para optimizar la gama de fabricación mediante la identificación de parámetros y procesos adecuados.

Este proyecto podría haberse llevado a cabo con un sistema de escaneado con proyección periférica, pero el sistema de estas características que posee EADS no puede utilizarse en superficies tan amplias, y el proceso es mucho más complejo cuando se han de medir las dos caras de las piezas compuestas. Además, podría haberse utilizado un escáner CCM, pero esta opción presentaba varios inconvenientes, ya que debían realizarse mediciones únicas que, a su vez, conllevan un tiempo de adquisición mucho mayor.

“El sistema de Creaform nos permitió escanear rápidamente las herramientas metálicas y las piezas de compuestos de fibra de carbono. Muchos de los sistemas disponibles en el mercado no funcionan muy bien con estas piezas compuestas, puesto que son de color oscuro y, en ocasiones, bastante brillantes. El hecho de que el equipo fuera portátil nos permitió realizar las mediciones en la misma planta de fabricación”, explicó Catherine Bosquet, del departamento de ingeniería sanitaria (NDT & shm) de EADS.

“Antes de utilizar los sistemas de Creaform empleábamos equipos de proyección periférica, ya que adquirimos un sistema HOLO3 hace más de 15 años. También probamos algunos de los sistemas disponibles (Konica Minolta, Metris, Steinbichler, Aicon, Kreon Technologies, Ettemeyer, GOM), pero las soluciones de medición 3D de Creaform nos convencieron gracias a su rápida adquisición y configuración, su facilidad de uso, su rendimiento en la medición de muchos tipos de estados de superficie y su portabilidad. Está a cargo de la gestión, la dirección estratégica y el desarrollo de todo el Grupo Creaform, así como de sus oficinas de todo el mundo.”

Node-Audio evoluciona el sonido Hi-Fi con altavoces impresos en 3D

Producto: Impresión SLS
Industria: Productos de consumo

Casi todas las piezas de equipos de alta fidelidad (hi-fi) buscan reclamar calidad de sonido de rendimiento en vivo, sin embargo, muchos de estos productos se fabrican de forma muy similar a sus contrapartes de altavoces de caja. El altavoz HYLIXA de Node-Audio representa un verdadero avance de la industria de salida y alta fidelidad, hecho posible mediante el uso de la impresión 3D de sinterización selectiva por láser (SLS) para producir una estructura de gabinete compleja y distintiva. Según David Evans, diseñador industrial y cofundador de Node, este nuevo y revolucionario altavoz no sólo fue producido con impresión 3D; se inspiró en las capacidades de fabricación aditiva hace posible.

Aprovechar la oportunidad para crear un producto de alto valor

Los diseñadores industriales Ashley May y David Evans entraron en el mundo de la alta fidelidad porque vieron la oportunidad de hacer algo que nunca se había hecho. Con acceso a una impresora 3D 3D 3D de 3D Systems SLS en sus instalaciones de producción, juntan sus cabezas para idear un producto de alto valor y alto rendimiento que se aprovechó del proceso aditivo.

“Fue como un nuevo comienzo para nosotros como diseñadores”, dice Evans. “Siempre hemos sabido diseñar las cosas para que pudieran fabricarse de una manera particular, mientras que este tipo de tiró todo por la ventana y abrió nuestra imaginación a lo que era posible”.

SLS, o sinterización selectiva por láser, es una tecnología de fabricación aditiva que fusiona materiales en polvo en un estilo de construcción auto compatible. Debido a este proceso de fabricación capa por capa, es posible lograr componentes mucho más complejos y de forma orgánica de lo que permiten los métodos de fabricación convencionales.

Uso de simulaciones de sonido 3D para iterar el diseño ideal

Con el componente de diseño industrial bajo control, Evans y May solicitaron la ayuda de un ingeniero acústico para guiar el desarrollo técnico de un nuevo altavoz. Su visión era crear un altavoz que produjera una calidad de audio que rivalizara con una experiencia en vivo, con una estética hermosa y escultórica.

El proceso de desarrollo comenzó con diseños 3D de Evans y May que luego se ejecutaron a través de software especializado de simulación de audio 3D para informar la siguiente iteración. A medida que la salida de simulación comenzó a confirmar el sonido de siguiente nivel que el equipo buscaba, comenzaron a crear prototipos y perfeccionarse aún más, hasta que finalmente llegaron al producto insignia de Node, HYLIXA.

Los altavoces HYLIXA cuentan con un gabinete cónico con una línea de transmisión helicoidal pendiente de patente que gira en espiral durante 1,6 metros alrededor del interior del gabinete. Esta línea es alimentada por un controlador de graves dedicado y libera el sonido a través de una ventilación circular alrededor de la mitad y el tweeter. Debido a que el gabinete redondeado está diseñado y fabricado como una sola pieza, no hay bordes para producir difracción (una interrupción de la precisión del sonido). Esto se traduce en un recorrido de sonido suave y una experiencia auditiva mejorada. Según una reseña en el sitio web de equipo de música de alta fidelidad The Ear, “el [más complejo] que obtiene la música, mejores sonidos [HYLIXA], que es lo contrario de lo que se obtiene con la mayoría de los altavoces.”

Maximizar la tecnología en diseño y producción

La producción y la creación de prototipos para los altavoces HYLIXA se realizan en una impresora 3D Systems sPro™ 60 SLS. Los altavoces, que se venden en un conjunto de dos, se imprimen por separado dentro del volumen de construcción de 381 mm x 330 mm x 460 mm de la impresora. Evans dice que el equipo maximiza cada construcción anidando los otros componentes dentro del gabinete de altavoces.

Los componentes de deflector frontal y de gabinete de HYLIXA están impresos en DuraForm® GF, un plástico de ingeniería lleno de vidrio que ofrece un excelente acabado superficial que es mecanizable y pintable. Como pieza principal de los altavoces, Node coloca los gabinetes HYLIXA a través de un régimen metódico de postprocesamiento para evacuar todo el material de las piezas y preparar las superficies para cualquier acabado que el cliente solicite.

“Aprendimos a través del proceso de creación de prototipos que DuraForm GF realmente funcionó muy bien acústicamente”, dice Evans. “Tiene casi una calidad cerámica al tacto, lo que nos ayudó tanto estructural como sónicamente. Como diseñadores, podríamos explotar libremente la producción slS para crear la estructura interna, pero también diseñar algo que se viera tan hermoso como suena”.

“Cada componente que imprimimos en 3D, lo hemos hecho por una razón”, dice Evans. “Hemos utilizado la tecnología para beneficiar al producto de una manera u otra, y hemos presionado para llevar todo al límite absoluto”.

Close up of SLS produced loud speaker HYLIXA

Recepción en la industria y productos futuros

Después de lanzar HYLIXA en 2019, Node envió varios pares de altavoces a expertos de la industria de alta fidelidad por su toma imparcial. Además de descripciones como “radical”, “inusual” y “seductor”, la publicación Hi-Fi+ elogia a los altavoces por “un sonido casi increíble “fuera de la caja” con “un rango dinámico excepcional”.

“Los comentarios han sido incluso mejores de lo que esperábamos, para ser honestos”, dijo Evans. Habiendo ganado credibilidad dentro de la industria, Node tiene más en la manga y está buscando crecer. Evans dice que lo que está por venir sigue siendo “muy secreto” en este momento, pero Node sigue comprometido con su proceso. La impresión 3D será una parte integral de la estrategia de la empresa para diferenciarse haciendo cosas que no se han hecho antes.

Conoce más de este caso de éxito aquí.

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