Casos de éxito – Página 9 – Goaltech Engineering Solutions

Neumático Hankook

Producto: Figure 4
Industria: Automotriz y Transporte

Hankook Tire & Technology es más que un fabricante de neumáticos. Con un enfoque en la automatización y la tecnología que habilitará a “The Future Driving Innovator”, la empresa con sede en Seúl ha puesto los vehículos eléctricos en el centro de lo que hacen. Recientemente, Hankook necesitaba una forma de impulsar la innovación de forma rápida y rentable mediante la iteración de múltiples diseños de plástico y elastoméricos con geometrías complejas para su neumático no neumático (NPT) i-Flex, que eventualmente se convertiría en un componente clave en el galardonado HPS-Cell de Hankook. plataforma de movilidad autónoma. Al aprovechar las tecnologías de fabricación aditiva de elastómeros y plásticos de 3D Systems, Design Studio de Hankook pudo iterar rápidamente los diseños y compartir piezas de grado de producción entre sus equipos de diseño y pruebas, al mismo tiempo que reducía los costos.

“El objetivo principal de utilizar la impresión 3D es comunicarse mejor con I+D antes de que construyan el molde real para producir el neumático. Los moldes tradicionales se mecanizan y su desarrollo cuesta mucho dinero y tiempo, pero esa también ha sido la forma convencional de descubrir un nuevo diseño, forma e incluso volumen. Ahora, con las tecnologías de fabricación aditiva de 3D Systems, podemos trabajar más rápido con I+D para descubrir la forma o la estructura utilizando pequeñas porciones de la estructura y luego probar nuestros prototipos en cuanto a seguridad, ruido y otros parámetros”.

– Rosa Youn, directora del estudio de innovación en diseño, Hankook Tire & Technology

Neumático de exhibición de Hankook que muestra detalles intrincados

El reto

Agilice los diseños y las pruebas de llantas y neumáticos complejos y de múltiples materiales mientras reduce los costos

Hankook Tire & Technology entiende que las soluciones de movilidad autónoma del futuro requieren una nueva generación de neumáticos que combinen un mantenimiento mínimo con la máxima seguridad y comodidad. Con su bajo mantenimiento y mayor seguridad, los NPT están predestinados para este campo de aplicación, pero desarrollar un NPT que verifique todas estas casillas presentó un desafío de diseño complejo y costoso. Los diseñadores de Hankook creían que un diseño biomimético que imitara los tejidos biológicos proporcionaría soporte interno para el NPT, pero con un número casi infinito de posibles diseños de estructuras celulares, el estudio de diseño de Hankook necesitaba una forma de evaluar rápidamente partes parciales y escalar modelos completos.

Los métodos tradicionales de creación de prototipos para neumáticos nuevos a menudo comenzaban con un boceto en 2D, pasando a un diseño CAD en 3D que se traduciría en un molde de aluminio a través de maquinistas humanos capacitados. Todo el proceso era demasiado costoso y demasiado lento, y cada iteración demoraba potencialmente semanas o meses.

Además, la matriz de “radios” de soporte biomimético del NPT desafió incluso a las estaciones de mecanizado más capaces debido a sus complejas estructuras huecas e interconectadas. Después de explorar múltiples sistemas aditivos para la creación rápida de prototipos y la producción de bajo volumen, Hankook eligió la plataforma de tecnología Figure 4 de 3D Systems para las estructuras de soporte de plástico y la banda de rodadura de goma. Hankook también recurrió al socio de 3D Systems, CP Tech, para la sinterización selectiva por láser (SLS) para diseñar las estructuras y bisagras de los neumáticos de metal, lo que impulsó el desarrollo de sus prototipos i-Flex NPT. El resultado, como les gusta decir a los diseñadores de Hankook, es el futuro de la movilidad.

La solución

1 – Estructuras de radios para neumáticos no neumáticos i-Flex

Piezas de neumáticos impresas en 3D de Hankook

Diversas iteraciones y conceptos de radios impresos con tecnologías de fabricación aditiva de 3D Systems (derecha) que llevaron al diseño final de Hankook HPS Cell (izquierda)

El neumático NPT de Hankook incluye una matriz plástica biomimética compleja para soporte interno, una banda de rodadura externa elastomérica y piezas metálicas que realizan algunas de las funciones de soporte de la llanta de un neumático, además de funciones adicionales necesarias para los vehículos autónomos. Mecanizar estas estructuras huecas en plástico sería casi imposible.

“Para nosotros, debido a las tecnologías de fabricación aditiva [de 3D Systems], podemos diseñar o hacer cualquier cosa que queramos o cualquier cosa que podamos imaginar. Esta tecnología puede eliminar los límites de la fabricación, lo que es realmente genial para nosotros. Con el diseño tradicional de productos, por ejemplo, la construcción y el mecanizado, existen muchos límites. Las máquinas herramienta tienen límites. La fabricación aditiva no tiene estos límites”, dijo Hee Sung Jang, Diseñador del Estudio de Innovación en Diseño, Hankook Tire & Technology.

Con la plataforma Figure 4, los diseñadores de Hankook pueden iterar rápidamente diferentes matrices de soporte utilizando el plástico Figure 4 PRO-BLK 10 con sus propiedades mecánicas similares a las del termoplástico. El equipo de Hankook Design Studio podría convertir rápidamente los diseños 3D de diferentes matrices biomiméticas en prototipos parciales o escalados que mantengan el mismo espacio celular, lo cual es de vital importancia para las pruebas posteriores, al mismo tiempo que restringe los costos de desarrollo. Con partes parciales que incluyen estructuras celulares a gran escala, los diseñadores de Design Studio pudieron medir rápidamente las fortalezas relativas entre los diseños candidatos mediante pruebas físicas antes de proceder con el ensamblaje completo del neumático.

2 – Pruebas de control de ruido en segmentos de neumáticos

Los neumáticos, incluidos los neumáticos NPT, deben ser seguros y duraderos, pero también deben ser estética y acústicamente agradables. En resumen, la gente no comprará llantas feas y no seguirá comprando llantas ruidosas. Después de desarrollar la matriz de soporte NPT, los diseñadores de Hankook Design Studio pudieron desarrollar diseños de banda de rodadura parciales y a escala utilizando materiales elastoméricos Figure 4 RUBBER-65A BLK.

“Al usar esos materiales y piezas parciales, podemos evaluar el ruido y la seguridad de la pieza”, dijo la Sra. Youn. “El sistema de prueba hace fluir aire o agua hacia el canal o la ranura, [y] medimos el ruido para saber si la estructura es correcta o no”. Agregó que en el futuro, la construcción de estas bandas de rodadura en material translúcido de la Figura 4 hará que el proceso sea aún más fácil, lo que permitirá a los ingenieros ver cómo el fluido se desplaza por las ranuras de la banda de rodadura, una parte clave de la seguridad de los neumáticos en condiciones climáticas adversas.

Además, la impresión de las bandas de rodadura de los neumáticos facilita a los ingenieros de fabricación la evaluación de nuevos NPT para determinar la estabilidad y el posible agrietamiento y la reducción de la confiabilidad.

El diseño NPT de Hankook incluye componentes de plástico para el soporte interno, materiales de goma para la banda de rodadura del neumático y componentes metálicos para la llanta y el soporte del neumático. Los tres elementos se muestran aquí.

3 – Piezas móviles en llantas tipo concepto nuevo

La capacidad de la fabricación aditiva para desarrollar formas complejas también permitió a los diseñadores de Hankook desarrollar estructuras y ranuras internas que ayudan a conectar los tres elementos principales de los neumáticos: la banda de rodadura, las matrices de soporte NPT y los componentes móviles de la llanta termoplástica. Los componentes termoplásticos fueron fabricados por CP Tech, utilizando la tecnología SLS de 3D Systems. Esto era nuevo para Hankook, ya que los neumáticos tradicionales no constan de partes móviles.

“Una de las principales razones por las que elegimos 3D Systems en lugar de la competencia es que su selección de materiales es muy amplia”, dijo Rosa Youn, directora del estudio de innovación de diseño de Hankook Tires. “Cubre todos los requerimientos materiales que tenemos. Además, la Figura 4 es rápida. El ahorro de tiempo, la confiabilidad, el servicio, la mejor solución de problemas y también la disponibilidad del sistema y el precio razonable fueron nuestros factores clave para la decisión. Creemos en el valor de la Figura 4 de 3D Systems. Para mí, es uno de los mejores sistemas de fabricación aditiva del mundo”.

4 – Prototipos Visuales Estándar de Perfiles de Neumáticos

Hankook Design Studio ya ha ampliado el uso de la plataforma Figure 4, utilizándola para desarrollar bandas de rodadura y perfiles de neumáticos tradicionales para pruebas. Esto permite iteraciones más rápidas de todos los diseños de productos nuevos, no solo los revolucionarios sino también los evolutivos.

un primer plano de un neumático Hankook que muestra las texturas de la banda de rodadura — Además de ayudar al Centro de diseño de Hankook a desarrollar y probar rápidamente diseños de neumáticos NPT, la empresa también puede utilizarlo para evaluar rápidamente nuevos diseños de bandas de rodadura para el ruido de la carretera y otros factores clave, lo que reduce el tiempo de comercialización y los costos de todos los nuevos diseños de neumáticos en Hankook.

Centro de diseño de Hankook que muestra una fila de impresoras Figure 4 — Laboratorio de fabricación aditiva en el Centro de diseño de Hankook con su flota de impresoras independientes Figure 4 que permiten a la empresa acelerar la innovación con piezas disponibles en cuestión de minutos y horas.

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Mejora de la eficiencia de desarrollo de los cargadores de vehículos eléctricos

Producto: Solid Edge
Industria: Automotriz y Transporte

Apoyando el ecosistema de movilidad eléctrica

eNovates es una empresa de tecnología de rápido crecimiento impulsada por la movilidad y la sostenibilidad. La empresa se fundó en 2010 como un grupo de expertos en un club de negocios centrado en desarrollar y producir sistemas de carga y software de gestión de energía para respaldar el ecosistema de movilidad eléctrica.

eNovates se está expandiendo en la Unión Europea y tiene una importante participación de mercado en la entrega de infraestructura de carga pública, con alrededor de 80 000 estaciones de carga instaladas a principios de 2021. La compañía está ampliando su alcance en la gestión inteligente de la energía y recientemente agregó un vehículo a la red (V2G ) cargador a su cartera. Sus clientes son operadores de puntos de recarga (CPO), empresas que venden puntos de recarga, los conectan a redes y brindan mantenimiento. eNovates sirve a sus socios CPO como fabricante de equipos originales (OEM).

“Algunos de nuestros clientes se nos acercan con nada más que una idea para el producto final. En este caso, podemos basarnos en un conjunto de productos y componentes de plataforma genéricos para crear el producto personalizado que mejor se adapte al cliente”, explica Stijn Vispoel, director de investigación y desarrollo (I+D) de eNovates. “Otros vienen a nosotros con una carcasa y nos piden que desarrollemos un cargador para ella. Hacemos proyectos completos para ellos, y todas las soluciones incluyen componentes mecánicos, eléctricos, electrónicos y de software”.

Desarrollo de productos para requisitos que cambian rápidamente

Las tecnologías, las regulaciones, los estándares y los requisitos de los clientes están evolucionando rápidamente en el ecosistema de la movilidad eléctrica. “El mayor desafío son las pautas que cambian constantemente y rápidamente en el mercado”, dice Vispoel. “Tenemos que estar al tanto de todos los nuevos desarrollos y realmente necesitamos un nuevo producto cada año. Es importante tener suficiente capacidad de I+D para mantenerse al día con los requisitos cambiantes de los puntos de recarga. Otro factor son las diferentes regulaciones en los diferentes países de Europa. Por ejemplo, los clientes de los Países Bajos tienen requisitos diferentes a los de los clientes de Francia”.

Vispoel lidera un equipo de gerentes de proyecto y personal de apoyo con diferentes antecedentes en ingeniería mecánica, eléctrica y electrónica. “Comenzamos cada proyecto con una fase de creación de prototipos en la que desarrollamos las placas de circuito impreso que necesitamos, el cableado eléctrico y los componentes mecánicos”, explica Vispoel. “Una vez que hacemos todas las comprobaciones en los archivos de diseño digital, hacemos algunos prototipos y hacemos pruebas para confirmar que cumplen con los requisitos y las normas del cliente. Luego ingresamos a lo que llamamos la fase alfa, rediseñando cualquier componente que necesite modificaciones. Hacemos otro lote del producto, alrededor de 30 a 50 cargadores, y hacemos otra prueba de validación, realizando pruebas de temperatura y alto voltaje. También tenemos clientes que los usan para cargar automóviles y realizar pruebas adicionales”.

En la siguiente etapa de desarrollo, la fase beta, eNovates realiza las modificaciones de diseño necesarias y solicita un nuevo lote del producto. “Vamos directamente a los laboratorios de certificación con los cargadores beta y colocamos alrededor de 100 cargadores en el campo con nuestros clientes, por lo que estamos seguros de que el producto es lo suficientemente maduro y está completamente certificado para ingresar al mercado”, dice Vispoel. “En esa etapa, por lo general, no desarrollamos más el hardware; la atención se centra en terminar el software. Finalmente entramos en producción para nuestros clientes”.

Sistemas dispares y silos de información

A lo largo de su historia, eNovates había adquirido sistemas de software de ingeniería para diseño mecánico asistido por computadora (MCAD), dos soluciones de diseño de placa de circuito impreso (PCB) diferentes y un sistema para diseño de mazos y cableado eléctrico. Los sistemas habían sido seleccionados en base a la experiencia previa de los ingenieros y el uso de las soluciones por parte de los socios y clientes.

Este panorama de software tenía algunas limitaciones: el sistema MCAD carecía de funcionalidad de diseño eléctrico, el sistema de diseño de mazos de cables no tenía capacidades 3D y ninguno de los sistemas intercambiaba datos fácilmente con las herramientas de diseño de PCB. Las cuatro soluciones de software separadas y desconectadas crearon silos de información que obstaculizaron la colaboración interdisciplinaria. Cada paquete de software usaba diferentes formatos de datos que impedían la transferencia de información entre disciplinas. Debido a que el software se compró a diferentes proveedores, las nuevas versiones de cada solución de software no estaban sincronizadas con las demás y eNovates tenía cuatro fuentes diferentes de soporte.

Con este enfoque, el equipo de diseño mecánico envió sus modelos de diseño al equipo eléctrico, que modificó los diseños y los devolvió al equipo mecánico. Estos intercambios iterativos de diseño continuaron durante semanas y meses, lo que resultó en enormes costos de diseño y creación de prototipos y retrasos en el lanzamiento de productos. Los silos de información y las barreras entre los sistemas dificultaron que eNovates adaptara los diseños eléctricos a los espacios mecánicos. También crearon problemas en la comunicación de la información de diseño a los fabricantes por contrato. eNovates enviaba detalles confusos e inconexos del diseño para la fabricación, lo que generaba problemas con los requisitos y las reglamentaciones.

Integración de disciplinas y soluciones de ingeniería

Para eliminar las ineficiencias del flujo de trabajo, eNovates buscó un conjunto de herramientas de software integrado que se adaptara mejor al rápido ritmo de desarrollo. A partir de contactos en la Universidad de Ghent, el equipo de eNovates conoció el software Solid Edge®, que forma parte de la cartera de soluciones y servicios Xcelerator™ de Siemens Digital Industries Software y una plataforma líder de desarrollo de productos.

eNovates se puso en contacto con ADOPT id PLM, un socio de soluciones de Siemens en Bélgica. Después de una reunión inicial, ADOPT id preparó una presentación para eNovates que incluía Solid Edge y sus herramientas integradas de publicación técnica y diseño eléctrico. La demostración ilustró cómo todo el diseño mecánico de Solid Edge, el enrutamiento de cables eléctricos y el diseño de arneses, y las aplicaciones de publicación técnica se integraron completamente y utilizaron el mismo formato de datos y las mismas convenciones de interfaz de usuario. ADOPT id también propuso el software PADS Professional de Siemens EDA (anteriormente Mentor), también integrado con Solid Edge, para el diseño y verificación de PCB (PADS cuenta con el respaldo del socio de soluciones EDA de Siemens, Innofour). La presentación también enfatizó los flujos de datos bidireccionales y la asociatividad a través de la mecánica,

eNovates rápidamente tomó la decisión de elegir la solución propuesta por Siemens por varias razones. “Queríamos que todas nuestras herramientas de software trabajaran juntas para poder tener un flujo de diseño optimizado para nuestro desarrollo acelerado”, explica Vispoel. “Para productos complejos con altos estándares de calidad y producción eficiente, necesitábamos transferir información de manera muy eficiente. El software de Siemens nos ofreció una mejor combinación para ayudarnos a cometer menos errores en nuestras iteraciones de diseño. No encontramos este nivel de integración en ningún otro lugar del mercado de software de ingeniería. Y consideramos a Siemens como un gran proveedor de tecnología, un líder del mercado en software y una marca que ofrece calidad”.

Documentación de diseños para la fabricación.

“Subcontratamos completamente nuestra producción”, dice Vispoel. “Entregamos al fabricante por contrato un paquete completo de información sobre cómo se debe fabricar el producto, cómo probarlo, cómo empaquetarlo. Y luego traducen lo que hacemos en ingeniería en la fabricación del producto. Obtienen cada componente, fabrican cada PCB y prueban todo según las instrucciones que proporcionamos”.

Con sus soluciones de software anteriores, eNovates podía entregar un archivo 3D que representaba el diseño mecánico, los dibujos eléctricos y tres listas de materiales (BOM) separadas para dibujar contenido mecánico, eléctrico y de PCB. Sin embargo, la información no estaba bien integrada y su entrega no era eficiente.

El software Solid Edge Technical Publishing ofreció a eNovates una solución superior para preparar información para la fabricación. Ahora, el paquete de fabricación incluye una lista de materiales unificada para todo el producto, lo que es especialmente útil para la fijación de precios. Para la fabricación de PCB, un archivo de formato estándar producido con el software PADS Professional incluye información sobre cada capa de la placa física y las coordenadas de los objetos de PCB como trazas de cobre, vías, almohadillas y máscaras de soldadura. Para la fabricación eléctrica, el software Solid Edge Technical Publishing extrae la lista de cables y sus ubicaciones, conexiones, longitudes de corte y torques requeridos en sus tornillos de conexión, todos producidos con el software de diseño eléctrico Solid Edge. Con el modelo 3D de Solid Edge, el software de publicación describe completa y visualmente cada paso en los procesos de ensamblaje y prueba del producto.

Los flujos de trabajo optimizados aumentan la eficiencia

Con el nuevo conjunto de herramientas integrado, eNovates se beneficia de una eficiencia mejorada a lo largo del ciclo de desarrollo y fabricación. “Esta fue una gran victoria para nosotros”, dice Vispoel.

El software de diseño 3D de Solid Edge incluye tecnología síncrona, que permite a eNovates editar datos CAD de cualquier fuente y aprovecha las herramientas integradas de gestión de datos de productos y colaboración en la nube. El diseño eléctrico de Solid Edge satisface la necesidad de eNovates de diseñar y validar cableado y arneses en 3D en ensamblajes mecánicos.

La publicación técnica de Solid Edge ha ayudado a eNovates a mejorar la claridad, la precisión y la integridad de la información de fabricación en archivos de casos completos. La integración de PADS Professional con Solid Edge ha ayudado a mejorar la comunicación entre los diseñadores de PCB y los ingenieros mecánicos.

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Cómo utiliza hyundai norteamérica los escáneres 3D deCreaform para el desarrollo y diseño de productos

Producto: HandySCAN
Industria: Automotriz y Transporte

Cómo Hyundai Design North America utiliza el HandySCAN 3D para mejorar los flujos de trabajo de diseño en tiempo real

Inaugurada en enero de 2003 y ubicada en Irvine, California, el centro técnico y de diseño de Hyundai Design North America es una instalación de vanguardia de 90,000 pies cuadrados y $30 millones donde los diseñadores de automóviles, ingenieros, fabricantes de modelos y otros expertos crean nuevos vehículos. El equipo ofrece diseños alternativos para su empresa matriz con sede en Corea del Sur.

Como es el caso con la gran mayoría de los fabricantes de automóviles, la escultura en arcilla juega un papel vital en el proceso de diseño en los estudios de Hyundai Design North America para afinar conceptos basados en modelos a escala y vehículos de arcilla de tamaño completo. El modelado de arcilla para diseñar vehículos sigue siendo una práctica muy común entre los fabricantes de automóviles de hoy en día para evaluar la calidad del diseño y obtener retroalimentación de las superficies basadas en la reflexión.

Sin embargo, con la competencia amplificada de hoy para los consumidores, así como los cronogramas acelerados de desarrollo y producción del tiempo de comercialización de los fabricantes, los equipos de diseño están bajo una presión cada vez mayor para crear conceptos más rápido que nunca. El modelado digital que utiliza tecnologías de medición 3D, como los escáneres 3D portátiles, se ha convertido en una solución vital para acelerar los flujos de trabajo de diseño.

Los escáneres 3D heredados ya no cumplían con los requisitos de rendimiento

Durante mucho tiempo, Hyundai Design North America, que es uno de los primeros en adoptar nuevas tecnologías, utilizó escáneres 3D como complemento a sus procesos de diseño y modelado en arcilla. Desafortunadamente, en un momento, el equipo se dio cuenta de que era hora de una actualización importante del equipo.

“Los escáneres que usábamos anteriormente eran demasiado voluminosos y difíciles de manejar. El proceso de escaneado y los tiempos de posprocesamiento fueron largos y requirieron que la mayoría de los modeladores dejaran de trabajar en la arcilla”, explicó Rob Homer, Gerente de Modelado de Operaciones en Hyundai Design North America. “Esto condujo a una pérdida de tiempo crucial, especialmente cuando los entregables tenían fechas fijas”.

Rob y su equipo comenzaron a revisar los escáneres 3D disponibles que se ajustaban a sus requisitos. “Queríamos un escáner 3D que fuera compacto, fácil de transportar, rápido y preciso. También tenía que ser compatible con nuestro software CAD”.

HandySCAN 3D: Un candidato favorito en el escaneado 3D para el diseño de vehículos en la industria automotriz

“Después de analizar las diversas tecnologías de medición 3D que existen, Creaform me ganó con su HandySCAN 3D. Es un producto muy bueno y confiable a un precio excelente”, agregó Rob. Quedó igualmente impresionado con su facilidad de uso y velocidad.

Hyundai Design North America pudo implementar sin problemas el HandySCAN 3D en sus flujos de trabajo de diseño existentes para el desarrollo en tiempo real. La capacitación de los usuarios en el software se completó en un día. “La experiencia desde la compra del escáner hasta la capacitación fue increíblemente placentera y profesional”.

Una vez que se establece el croquis 2D, los modeladores digitales se ponen a trabajar en los modelos de arcilla 3D y los fresan para los controles y ajustes. Los cambios se realizan a mano en el modelo de arcilla, que luego se escanea en 3D para adquirir la representación digital de las modificaciones.

“El proceso de escaneado es rápido y fácil. Podemos escanear áreas seleccionadas del modelo sin molestar a nadie que trabaje alrededor de él”, se comentó. “Podemos transmitir información al equipo digital minutos después de finalizar el escaneado”. Este rápido tiempo de respuesta de los datos escaneados al modelador digital significa que las áreas afectadas se pueden reparar rápidamente para fresar el modelo nuevamente antes de las revisiones finales.

Richard Gillespie, gerente sénior de modelado digital, dice que las mediciones en 3D permiten a los modeladores y al equipo de diseño saber exactamente dónde se colocan los modelos de arcilla en comparación con los criterios de diseño y los límites de estilo. Pueden identificar y corregir discrepancias rápidamente. Los diseñadores pueden tomar decisiones más rápido gracias a la eficiencia y precisión que ofrece el HandySCAN 3D.

Uno de los aspectos favoritos de Rob es la simplicidad del HandySCAN 3D. “Mi equipo de modelado puede usarlo de forma independiente sin tener que esperar a que otro experto haga los escaneados por ellos. Eso hace que nuestros servicios sean una verdadera ventanilla única”.

Hyundai Design North America continuará mejorando sus flujos de trabajo de modelado de arcilla utilizando el escaneado 3D para permitir más tiempo para el proceso de diseño y refinamiento. ¡Esperamos ver los nuevos diseños en el mercado!

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Scuderia AlphaTauri crea un auto de F1 de alto rendimiento

Producto: NX, Simcenter
Industria: Automotriz y Transporte

El ascenso de la Scuderia AlphaTauri

El 23 de febrero de 2022, el mundo probó los nuevos autos de Fórmula Uno (F1) cuando completaron sus días de prueba de pretemporada en Barcelona. A esto le siguieron días de prueba en Bahréin a principios de marzo de 2022, donde los pilotos se concentraron en sentirse cómodos conduciendo los autos nuevos antes de que comenzara la temporada de carreras el 21 de marzo de 2022.

Durante los días de prueba y las primeras carreras, dos jóvenes pilotos de la Scuderia AlphaTauri, Pierre Gasly y Yuki Tsunoda, trabajaron con los ingenieros de la Scuderia AlphaTauri para descubrir cómo funcionaba el nuevo automóvil y corregir los errores que ocurrían con el nuevo diseño.

“Hay cosas nuevas que descubrir con este coche cada vez que salimos a la pista, por lo que tenemos que aprovechar al máximo cada sesión y aprender todo lo que podamos antes de la primera carrera aquí”, dice Pierre Gasly, junto a la pista durante la prueba. días en Bahrein en marzo de 2022. “La sensación fue única. Estaba emocionado de descubrir estos autos nuevos y ver cómo se sentían en la pista”.

Ese potenciador de rendimiento que te hace sentir en la pista

En las carreras de F1, el piloto y el coche se vuelven uno. Esta sensación en la pista proviene de la parte del auto que normalmente no llega a ser el centro de atención, el asiento del conductor.

“El chasis es una de las partes más sofisticadas del automóvil por razones de seguridad y desempeño. Debe comenzar a trabajar en esa parte de inmediato, incluso si no tiene toda la información”, dice Raffaele Boschetti, jefe de tecnología de la información (TI) e innovación de Scuderia AlphaTauri. “Antes de asociarnos con Siemens, pasamos tres meses produciendo un buen chasis. Con el software de Siemens, hicimos esto en un mes. Esto nos ahorró mucho tiempo y nos dio muchas ventajas”.

Además del chasis, el asiento es importante para la seguridad del conductor y su rendimiento general. El diseño general de los asientos está estrictamente regulado por las normas de seguridad y pruebas de choque de la F1. Si algo sale mal, los conductores deben poder salir del automóvil de manera rápida y segura. El jefe de seguridad y los equipos médicos deben poder extraer a los conductores lesionados de un choque de manera efectiva. Boschetti se apresura a señalar que hay mucho más en el asiento de un auto de F1 que solo seguridad.

“El asiento es una parte del automóvil que ofrece rendimiento. El conductor siente todas las vibraciones, aceleraciones y manejo a través del asiento. En la pista, podemos modificar la configuración del automóvil para mejorarlo según las necesidades del conductor”, dice Boschetti. “En la Fórmula Uno, tienes un par de pruebas en febrero o marzo. En esta situación, el software y las plataformas que nos proporcionó Siemens fueron vitales para construir el asiento”.

Una talla no sirve para todos

No todos los asientos de F1 son iguales. Los ingenieros de diseño de compuestos le dirán que la mitad del desafío no es el asiento sino cómo acomodar al conductor en el automóvil.

“Es como un traje a medida. Tienes que mirar las cosas en términos de la posición del casco, la posición de la espalda y tienes que estar lo más bajo posible”, dice Francesco Dario Picierro, ingeniero senior de diseño de compuestos de Scuderia AlphaTauri.

Para garantizar que estos aspectos críticos del rendimiento fueran correctos, Picierro y sus colegas desarrollaron un proceso único de diseño de asientos. Para empezar, diseñaron un asiento un poco más grande de lo necesario y luego calentaron un lote de resina especial y tomaron un molde físico del cuerpo del conductor en la posición ideal. A partir del molde de resina, utilizaron el software NX™ para crear un escaneo completo para diseñar el asiento. NX, la cartera Fibersim™ y el software Simcenter™ son parte de la cartera Xcelerator, la cartera completa e integrada de software y servicios de Siemens Digital Industries Software.

“El proceso puede parecer simple, pero gracias a los productos de Siemens se vuelve más inteligente”, agrega Picierro.

Usando la digitalización para el éxito de la F1

Con el diseño completo y el cambio de chasis en el modelo 2022, el equipo tuvo que simular cada detalle en el diseño asistido por computadora (CAD), desde la visibilidad general hasta cómo encajaría el conductor en el diseño del chasis.

Conseguir que el conductor se apriete, llegue a los pedales y obviamente vea, mientras considera el casco, las normas de seguridad y el nuevo diseño del chasis y del automóvil, es una proeza de ingeniería en sí misma. El equipo sabe que la digitalización es la única forma de tener éxito en la F1 en estos días. El uso de las herramientas de digitalización de Siemens eliminó la mayor parte del trabajo duro de los ciclos de diseño, ingeniería y producción.

“Usar NX nos ayudó con nuestros esfuerzos de digitalización. Por ejemplo, podemos replicar el trabajo manual exacto en el volante o la visibilidad usando la cámara del conductor. También podemos escalar el maniquí digital según las medidas del conductor”, dice Picierro.

Carreras contra el reloj

Mientras que los ingenieros de diseño de materiales compuestos adaptan el conductor al asiento a la medida (un proceso que puede ocurrir varias veces por temporada según las necesidades de los conductores individuales), otros miembros del equipo de ingeniería de Scuderia AlphaTauri están optimizando el nuevo diseño del automóvil para el desempeño del conductor a tiempo. para el día de la carrera.

Además del ajustado plazo, el otro desafío para todos los ingenieros de F1 es el peso. Los equipos de ingeniería de F1 lucharon para que el peso mínimo del conductor más el automóvil fuera de 795 kilogramos (kg), especialmente con las nuevas normas de seguridad y la atracción por efecto suelo. En el último minuto, los equipos llegaron a un compromiso para aumentar el peso a 798 kg.

“Por supuesto que siempre es difícil. Es una regulación completamente nueva. Estos autos son complicados y es difícil diseñar todo para cumplir con los requisitos de límite de peso. Como podemos ver, casi todos los equipos tienen sobrepeso. También tenemos que considerar los costos. Es costoso reducir el peso. Teniendo en cuenta el límite de costos, nuestros equipos pudieron llegar a un compromiso”, dice Franz Tost, líder del equipo de Scuderia AlphaTauri.

Acercándose a más de 300 km/h durante una carrera normal de F1, los conductores experimentan hasta cuatro o cinco G laterales de forma rutinaria al frenar y tomar curvas y durante la aceleración en los tramos largos.

Una plataforma y un secreto para el éxito

Como explicó Tost, equilibrar los parámetros de diseño siempre es un desafío para los equipos de ingeniería. El uso de la misma plataforma digital y paquete de software para examinar el comportamiento real del automóvil ayuda al equipo a tomar las decisiones correctas para las carreras.

“Nuestro trabajo es evaluar la resistencia y la rigidez de la pieza. El asiento del conductor debe ser lo suficientemente fuerte para soportar las cargas de aceleración y lo suficientemente rígido para lograr una interacción adecuada entre el conductor, el chasis y el resto del automóvil”, dice Giuseppe Stiscia, líder del grupo de chasis e ingeniero estructural de Scuderia AlphaTauri. “Usamos Siemens Simcenter para generar el modelo de elementos finitos y generar las condiciones del modelo de carga”. Simcenter muestra claramente los valores de rigidez estándar de la estructura a través de una franja de color. Cada color representa un estado de tensión o desplazamiento de la pieza.

“Los ingenieros estructurales utilizan esta información para comprender el comportamiento real de la estructura. Nuestro objetivo es hacer que la pieza sea lo más fuerte y rígida posible, pero primero debemos optimizar el peso. Agrega: “Simcenter nos ayuda a calcular la pieza más rápido y a usar la misma plataforma para todos los involucrados en el proyecto”.

El tiempo de desarrollo es oro.

Andrea Rizzo, ingeniero del grupo de laminación digital de investigación y desarrollo (I+D), utiliza esta misma plataforma con sus colegas. Utilizan herramientas Fibersim para terminar la pieza real.

“Usamos Fibersim para lograr una conexión perfecta entre los resultados de FEA y la laminación real”, dice Rizzo. “Con este material, es necesario cortar una forma en la capa que se va a laminar en el molde. Cualquier material extra o innecesario aplicado al molde tiene un costo adicional. Tratamos de laminar con la menor cantidad de material posible para ahorrar tiempo y dinero”.

El equipo de ingeniería de Scuderia AlphaTauri también utiliza Fibersim para mantener la consistencia de las piezas personalizadas. A diferencia de los vehículos comerciales, los autos de F1 contienen muchas piezas de fibra de carbono hechas a mano creadas al colocar cuidadosamente capas compuestas dentro del laminado. Cada parte tiene características estructurales únicas. Aunque el equipo no diría por razones competitivas, uno puede suponer que las piezas de repuesto y las piezas de repuesto se crean según sea necesario.

Los datos son el rey: cualquier información que el equipo pueda analizar les ayudará a comprender el comportamiento de rendimiento del nuevo automóvil.

“Cada pieza de carbono es un laminado, por lo que debemos asegurarnos de que la primera sea igual a la última. Es por eso que usamos Fibersim. Ahorramos tiempo durante el proceso de producción con esta completa simulación. Podemos preparar capas iguales para todas las laminaciones.

“Con Fibersim, sabemos lo que sucede en el componente. Conocemos el estándar de calidad de las capas. Seguimos cada capa durante el proceso. Podemos prevenir problemas antes de que sucedan porque ‘vivimos’ en la misma plataforma desde NX hasta Simcenter y Fibersim. Y lo que es más importante, ahorramos tiempo”, dice Rizzo.

“El problema con la F1 especialmente, pero incluso con los autos estándar, es que necesitas producir la misma pieza con la misma calidad al mismo tiempo. Si utiliza el mismo paquete que calcula todo por usted, desde la pieza CAD hasta la línea de producción, obtendrá una pieza de calidad que ofrecerá rendimiento en la pista. Ese es el objetivo”, dice Boschetti.

Gracias a las herramientas de Siemens Xcelerator como NX, Simcenter y Fibersim, el equipo puede personalizar cada asiento para el conductor utilizando capas de capas compuestas para crear un laminado súper liviano que funciona bien para lograr las especificaciones de diseño y seguridad para los nuevos autos Scuderia AlphaTauri. . Esto proporciona a Gasly y Tsunoda la conexión ideal con el automóvil que necesitan para tener un buen desempeño. Gracias a una excelente ingeniería del equipo en Faenza, Italia, y la ayuda de la cartera de Siemens Xcelerator, el equipo Scuderia AlphaTauri está más que listo para la próxima temporada de F1.

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(MJP)- Caso 3.09: Bushnell

Crear una prótesis única con Artec Eva y Geomagic Freeform

Producto: Artec Eva
Industria: Médica y Forense

*El paciente con su prótesis nueva de Sanitätshaus Klinz y la antigua*

Una fría mañana en el corazón de Alemania, Wolfgang K. se subió a su camión de reparto y salió en su ruta, que acabaría siendo la última de su carrera. Su primera parada fue una ferretería, donde descargó su envío y esperó a que una carretilla elevadora se llevara las cajas. Entonces ocurrió la tragedia.

Wolfgang estaba mirando hacia otro lado cuando la carretilla elevadora se estrelló contra él, destrozándole el pie y tirándolo al suelo. Lo único que recuerda de ese momento es lo que sintió como un golpe en la espalda, y que se desmayó. Algo más tarde, se despertó con un dolor insoportable, con los médicos a su alrededor, que le informaron de que tenía el pie y el tobillo muy dañados.

El hospital trató y estabilizó la lesión de inmediato, pero la inflamación empeoró con el paso de los meses. Wolfgang suplicaba a sus médicos que le amputaran el pie, pero éstos no se rindieron tan fácilmente. Hicieron todo lo posible por salvarlo durante tres años, hasta que la inflamación se extendió por la pierna, desencadenando una grave necrosis tisular.

Los médicos de Wolfgang se vieron finalmente obligados a amputarle la pierna por debajo de la rodilla. En las semanas siguientes, una vez que la inflamación del resto de la pierna (su muñón) disminuyó, Wolfgang recibió una prótesis de transición. Por aquel entonces, vio un anuncio de la clínica de ortopedia Sanitätshaus Klinz de Bernburg, Alemania, y se convirtió en su nuevo paciente.

La impresionante demanda mundial de prótesis

Los especialistas en prótesis tienen problemas para hacer frente a la creciente demanda de sus servicios, ya que sólo en EE.UU. se realizan más de 185.000 amputaciones de miembros inferiores al año y más de un millón en todo el mundo.

Los métodos tradicionales empleados para crear los encajes de las prótesis, la parte del dispositivo que interactúa con el muñón del paciente, implican un vaciado de yeso, horas de trabajo y mucha delicadeza y experiencia.

Aunque los especialistas de Sanitätshaus Klinz siguen empleando el vaciado de yeso y otros métodos analógicos en su trabajo, para los proyectos más exigentes, en especial los que no pueden hacerse con las herramientas tradicionales, recurren al escáner 3D Artec Eva.

Un escáner 3D de mano profesional, Artec Eva, el preferido por los profesionales sanitarios y por miles de personas en todo el mundo, ofrece con rapidez escaneos 3D en color con un nivel de precisión inferior al milímetro, lo que lo hace ideal para capturar las medidas de la superficie orgánica de los muñones de los pacientes, así como de otras partes del cuerpo.

Escaneo 3D del muñón del paciente con Artec Eva, y su software, Artec Studio

También usan mucho el Artec Space Spider, para proyectos con detalles complejos que exigen la máxima precisión. Creado para su uso en la Estación Espacial Internacional, Space Spider es la elección perfecta para diseñadores, ingenieros e investigadores de diversos campos.

Una prótesis con un diseño increíble

Después de haber tenido varias prótesis desde que se convirtió en paciente de Sanitätshaus Klinz, llegó el momento de que Wolfgang tuviera una nueva prótesis de baño, que pudiera utilizar en la ducha o mientras nadaba.

Tendría que ser tanto impermeable como resistente a la corrosión, incluso en aguas saladas. Cuando la ingeniera biomédica de Sanitätshaus Klinz vio su petición, optó por ofrecerle algo aún mejor.

Al hablar juntos, Pabst descubrió que la gran pasión de Wolfgang era el buceo. Así que, junto con Wolfgang y su colega, el maestro ortopédico Carsten Suhle, se le ocurrió la idea de crear una prótesis de baño única con un diseño marítimo que no fuera simplemente estético, sino que la prótesis en sí fuera un objeto de diseño único de temática marítima.

Nunca abandonó su amor por el buceo y el mar, ni siquiera después de perder la pierna. En cuanto escuchó la idea de Pabst, le dio luz verde.

Pabst comenta el reto del proyecto: “Queríamos aplicar un enfoque diferente, ver si era posible integrar una prótesis en nuestro nuevo diseño en lugar de adaptar el diseño a una prótesis existente”.

El nuevo diseño, que muestra su capacidad para angular el pie protésico, con una aleta de natación

Su objetivo era conjugar toda la durabilidad resistente al agua de una prótesis de baño con la estética de una prótesis cosmética, de manera que cuando se llevara bajo los pantalones largos, nadie notara que debajo hay una prótesis. Todos los elementos estéticos de la prótesis tendrían que cubrir y proteger los componentes mecánicos del dispositivo.

En cuanto a la inspiración para el diseño: “Se nos ocurrió la idea de utilizar un pulpo. El cuerpo del pulpo cubre la parte superior de la prótesis, mientras que los tentáculos imitan la forma de la parte inferior de la pierna. En el tobillo se añadió una nostálgica escafandra, entrelazada con tentáculos. La articulación del tobillo puede manejarse a través de las aberturas laterales de la escafandra”.

El paciente con la nueva prótesis de baño

Pabst y su equipo saben que lo más importante de cualquier prótesis nueva es la forma y el ajuste de su zócalo, con un diseño único para cada paciente, ya que el más pequeño desajuste puede provocar molestias al paciente y una disfunción biomecánica que podría provocar lesiones en el futuro.

En el peor de los casos, un zócalo mal ajustado puede hacer que el paciente sufra úlceras en la piel, problemas de equilibrio, caídas, lesiones crónicas por sobrecarga musculoesquelética, artrosis, etc.

Para conseguir un ajuste perfecto para el nuevo encaje, recurrieron a su Artec Eva, que Pabst usó para escanear toda la geometría de la superficie del muñón de Wolfgang en menos de un minuto. Pabst también escaneó su otra pierna, para usar sus medidas volumétricas y superficiales exactas para crear la forma y dimensiones de la nueva prótesis de baño.

Captura de pantalla de Artec Studio: un escaneo con Eva del muñón del paciente

Justo después de la sesión de escaneo, antes de exportar las mallas 3D a Geomagic Freeform, lo escaneos se procesaron el programa Artec Studio. Utilizando las intuitivas herramientas del programa, Pabst eliminó todos los datos indeseados, como el suelo y otros objetos del entorno.

Captura de pantalla de Artec Studio: un escaneo con Eva de la otra pierna del paciente

Los escaneos se alinearon y registraron, y luego se fusionaron en un solo objeto. Por último, se incorporó la textura y se aplicó a la malla. En Freeform, Pabst diseñó el zócalo protésico y modeló los elementos estéticos del diseño.

Pabst explica la importancia que ha tenido Eva, junto con Freeform, “Cuando importo los escaneos con Eva a Freeform, Parto de una base sólida para mi trabajo de diseño de prótesis. Eva tarda sólo unos segundos en capturar las medidas exactas del cuerpo del paciente, en Freeform creo mis nuevos diseños basándome en esas medidas.”

Captura de pantalla de Geomagic Freeform: un escaneo con Eva de la otra pierna del paciente y un modelo a partir del escaneo con Eva de su pierna sana.

Pabst continua, “Se tiene que capturar digitalmente cada milímetro de la superficie e incluirlo en el diseño, especialmente cuando se crea un nuevo encaje protésico, que debe adaptarse perfectamente a la forma única del muñón del paciente. Afortunadamente, Eva lo hace con rapidez y facilidad.”

Su flujo de trabajo comprendía los siguientes pasos: tras importar y organizar las mallas en Freeform, modeló el muñón de Wolfgang. A continuación, antes de pasar a las etapas siguientes, reflejó su otra pierna en Freeform. A partir de ahí, construyó el eje de la prótesis, dándole forma al accesorio y preparando el diseño de los elementos funcionales.

Captura de pantalla de Geomagic Freeform: Dando forma al eje del adaptador y ajustando el diseño a los elementos funcionales de la prótesis

Después, Pabst dio forma a los tentáculos con las medidas exactas de la otra pierna de Wolfgang, para conseguir el mismo contorno de la pierna.

Captura de pantalla de Geomagic Freeform: Modelado de los tentáculos a partir de las medidas del escaneo de la otra pierna hecho con Eva.

Pabst creó las ventosas de los tentáculos y, a continuación, conectó el eje, el pulpo, los tentáculos y la escafandra. Tras varios pasos más, grabó el diseño con el logotipo de Klinz y el nombre del paciente.

Tras imprimir en 3D los componentes exteriores de la nueva prótesis, se unieron a los elementos mecánicos del dispositivo y se ajustaron. Después, invitaron a Wolfgang a la clínica para su adaptación.

En pie y con orgullo: la nueva prótesis de baño colocada y lista para su uso

En cuanto vio su nueva pierna, estuvo encantado con ella, y el ajuste era tan cómodo como se esperaba al utilizar sus otras prótesis de Klinz. Su mujer y sus hijas también están muy contentas. En sus últimas vacaciones en el Mar Báltico, los niños se acercaban para contemplar de cerca su increíble pierna.

El potencial del escaneo 3D en órtesis y prótesis

Pabst destaca el papel fundamental de escaneo 3D en el diseño de ortesis y prótesis modernas, “Siempre que tenga que crear una órtesis, o una prótesis para la parte superior o inferior del cuerpo, ya sea con materiales de última tecnología o no, lo primero que tiene que hacer es tomar las medidas exactas de la parte del cuerpo del paciente a la que se va a conectar el nuevo dispositivo.”

Usando un dispositivo háptico con Geomagic Freeform para dar los últimos retoques a la nueva prótesis de baño

“Sin estos fundamentos, a la larga aparecerán problemas con el propio dispositivo o con las respuestas físicas del paciente al mismo, etc. Partiendo de los escaneos de Artec, cada dispositivo que producimos es exactamente igual que la otra mitad y una extensión natural de su propio cuerpo. El cambio que esto ha supuesto en nuestro trabajo es muy notable”.

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Andretti Autosport, Hendrick Motorsports y Joe Gibbs Racing aceleran la curva de aprendizaje del software usando herramientas en línea

Producto: NX CAM
Industria: Automotriz y Transporte

Se trata de velocidad

La velocidad es la esencia de las carreras de autos. El primer automóvil en llegar a la línea de meta gana, por lo que es responsabilidad de cada miembro del equipo, incluidos los que trabajan en la sede del equipo diseñando y construyendo piezas y sistemas, hacer todo lo posible para ayudar a que los automóviles vayan más rápido. Los ingenieros, diseñadores y maquinistas trabajan durante todo el año, mejorando y refinando el rendimiento del tren de transmisión y el motor de los autos de su equipo, fabricando piezas y sistemas, y respondiendo a los cambios de reglas de los órganos rectores de las carreras, como IndyCar y NASCAR.

Siemens PLM Software ayuda a los equipos de carreras a lograr su objetivo de hacer que los autos vayan más rápido al proporcionar una variedad de herramientas para ayudar a los usuarios a ponerse al día en el uso de sus sistemas de software, incluido Learning Advantage, un sistema de gestión de aprendizaje basado en Internet. Learning Advantage es un portal de aprendizaje electrónico conveniente y fácil de usar que proporciona métodos rentables y eficientes en el tiempo para que los usuarios adquieran habilidades y conocimientos sobre las soluciones de Siemens PLM Software. Este sistema brinda acceso a una biblioteca incomparable de cursos y evaluaciones a su propio ritmo, así como herramientas de gestión para que las empresas midan el progreso del aprendizaje y administren los programas de aprendizaje.

Cuando no puedes llegar a una clase de inmediato

“Los ajetreados horarios de las carreras pueden hacer que sea difícil asistir al entrenamiento tradicional en el aula”, dice Scott Graves, Gerente de Operaciones de Ingeniería en Andretti Autosport™ , un equipo de IZOD IndyCar Series™. “Learning Advantage ha hecho posible el entrenamiento incluso en medio de la temporada de carreras”.

“A veces, los nuevos empleados no tendrán la oportunidad de asistir a una clase de inmediato según los horarios del curso o la carga de trabajo, y Learning Advantage los pondrá al día hasta que haya un curso en vivo disponible”, dice Jon Rittle, diseñador de ingeniería, Dinámica de vehículos Grupo en Joe Gibbs Racing , un equipo de NASCAR. “Learning Advantage también es excelente para usuarios avanzados de CAD (diseño asistido por computadora) que están familiarizados con otros sistemas, pero son nuevos en NX™ . Pueden seleccionar y elegir los cursos que más les beneficiarán. Y siempre está ahí para volver como un repaso o una herramienta de referencia”.

Hendrick Motorsports , otro equipo de NASCAR, tiene una experiencia similar con Learning Advantage. “Usamos Learning Advantage casi a diario”, dice Jim McKenzie, gerente de aplicaciones de ingeniería de Hendrick Motorsports. “Todas nuestras licencias están en uso constantemente”.

Los equipos de carreras a menudo presentan varios autos en cada carrera, y la vida útil de un motor suele ser de una carrera o menos. Por lo tanto, los equipos de taller fabrican constantemente piezas y construyen nuevos motores para sus propios equipos y, en el caso de Hendrick Motorsports, construyen motores para otros equipos. En el transcurso de una temporada, los equipos de carreras construyen cientos de motores, sin mencionar muchas otras piezas y sistemas de automóviles.

La expansión del programa y las nuevas contrataciones crean una necesidad constante de capacitación. “A medida que los empleados son ascendidos en toda la empresa y contratamos nuevos empleados, surge la necesidad de más capacitación”, dice Rittle. “Al igual que muchas empresas, no tenemos los recursos que nos gustaría tener, por lo que tratamos de programar nuestras clases internas de capacitación sobre ‘funcionalidad central’ trimestralmente, cuando es posible. Dicho esto, puede haber una brecha en el tiempo desde que surge una necesidad de capacitación y cuando está disponible la próxima clase programada. En momentos como este, aprovechamos las capacidades de Learning Advantage para ayudar a que los usuarios se actualicen y sean competentes en sus tareas diarias, y para prepararlos para las clases de capacitación internas cuando estén disponibles”.

Una necesidad continua de formación.

Incluso los usuarios capacitados necesitan capacitación adicional. “Varios de nuestros ingenieros son usuarios ocasionales y la capacitación en línea les permite repasar rápidamente funciones que no han usado recientemente”, dice Graves. “También pueden ampliar sus habilidades a su propio ritmo”.

La capacitación también puede ayudar a los usuarios a renovar sus habilidades. Graves señala: “Recientemente contratamos a un nuevo diseñador que había estado fuera de NX durante varias versiones. Aprendió fácilmente la versión actual utilizando la capacitación en línea como un curso de actualización”.

Los equipos también tienen que entrenar a los entrenadores. “Buscamos constantemente actualizar y expandirnos a nuevas áreas del software”, dice McKenzie, “Esto también crea la necesidad de más capacitación. Obviamente, necesitamos ‘capacitar a los capacitadores’, así como a nuestros usuarios finales, por lo que tener a nuestra disposición las herramientas de Learning Advantage y el material del curso es una gran ventaja”.

Rittle puede relacionarse. “Aprender las secuencias de ensamblaje fue muy importante para mí”, dice. “De repente, pude poner en marcha los sistemas internos del motor y verificar las holguras y los ajustes mucho más rápido. Fue emocionante ver las partes animadas. Learning Advantage fue muy útil para el modelado de forma libre. Me ayudó a explicar rápidamente las diferencias entre los diferentes tipos de superficies y cómo podía crearlas. Lo estaba aprendiendo al mismo tiempo que lo usaba para crear piezas complejas. Sin Learning Advantage, habría tomado mucho más tiempo con resultados menos impresionantes”.

“Si tiene prisa y necesita orientación para completar el trabajo a tiempo, ya sea porque está usando una nueva área de NX o simplemente porque no la ha usado en mucho tiempo y necesita un repaso, Learning Advantage es una gran herramienta para tener”, dice Graves. “Puede concentrarse rápidamente en su área de interés y ver cómo NX puede ayudarlo en un período de tiempo bastante rápido, utilizando ejemplos prácticos y no solo leyendo un menú de instrucciones. Nos permite introducir cambios y nuevas ideas en la pista más rápido, lo que nos ayuda a mejorar nuestro rendimiento cada fin de semana de carrera”.

“La capacitación de Siemens PLM Software es muy importante desde el principio para la permanencia de los empleados”, dice Rittle. “Reduce el tiempo dedicado a tratar de hacer algo que podrían haber hecho de manera diferente en otro sistema en el pasado, o que nunca antes habían hecho. Hay muchas maneras de obtener el mismo resultado en NX y los cursos pueden ayudar a explicar el mejor método para una tarea en particular”.

La conclusión de aplicar Learning Advantage es que proporciona una ventaja real para mantener a los equipos de carreras lo más productivos y creativos posible. “Cada minuto que podemos entrenar internamente y no viajar a un centro de capacitación externo es otro minuto que podemos aplicar para hacer que los autos vayan más rápido”, dice McKenzie.

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El joyero finlandés gana productividad y flexibilidad con la solución de impresión 3D Wax de 3D Systems

Producto: MJP
Industria: Productos de Consumo y Venta

Narsakka, una empresa tradicional de orfebrería finlandesa, ha adoptado la solución de 3D Systems para la impresión en 3D de patrones de cera para la fundición directa de joyas . Desarrollada para producir patrones de fundición de joyería que encajan en los procesos estándar de fundición a la cera perdida, la adición de esta solución de impresión 3D ha ayudado a Narsakka a aumentar la productividad con resultados de calidad consistentes y mantener un mejor diseño y flexibilidad de producción para responder a las cambiantes demandas de los clientes.

“Con la calidad del material de cera con el que imprimimos, obtenemos una tasa de éxito del 100 %: cada pieza sale perfecta”.

– Thomas Narsakka, gerente de Narsakka

Patrones de fundición de joyería impresos en 3D producidos en cera pura en la ProJet MJP 2500W

CALIDAD Y PRODUCTIVIDAD CONSTANTES EN LA FABRICACIÓN DE JOYERÍA

La fundición a la cera perdida es un método confiable de producción de joyas que produce resultados hermosos y de alta calidad. Sin embargo, los métodos tradicionales para producir los patrones de cera de sacrificio requieren mucho tiempo y mano de obra. Los procesos tradicionales tienen múltiples etapas que invitan a la posibilidad de error, mayores costos y demoras. Al pasar a la solución de impresión de cera para joyería de 3D Systems, uno de los objetivos de Narsakka era eliminar esta variabilidad para garantizar resultados de mejor calidad.

Los hábitos cambiantes de los consumidores también motivaron a Narsakka a hacer la transición a un flujo de trabajo de joyería digital. En respuesta a la abundancia de opciones que el consumidor promedio puede encontrar en línea, los clientes minoristas de Narsakka han cambiado su comportamiento de compra, haciendo pedidos más pequeños en solo unos pocos tamaños y compensando la diferencia con la producción bajo demanda según sea necesario.

Propietario de Narsakka OY con patrones de fundición de cera impresos en 3D

Narsakka aprovecha las soluciones de fabricación de joyas de 3D Systems.

01 CONSULTORÍA DE SOCIO EXPERTO

Narsakka estaba familiarizado con las tecnologías 3D por haber usado software de diseño 3D durante más de 20 años. Para aprovechar el lado de la creación de prototipos y la producción a través de la impresión 3D, Narsakka utilizó los servicios de impresión 3D para probar las aguas. Una vez que se probó el flujo de trabajo digital, Narsakka se asoció con PLM Group, parte de la red de expertos distribuidores autorizados de 3D Systems, para implementar su propia solución interna. PLM Group tiene 20 años de experiencia ayudando a sus clientes a desarrollar capacidades para entregar productos de alta calidad de manera más rápida, mejor y más rentable.

“Nos dimos cuenta de que había impresoras 3D en el mercado que podían satisfacer nuestras demandas de tamaño de construcción, velocidad de impresión y calidad”, dijo Narsakka. “Como teníamos conocimientos previos en impresión 3D, era una opción obvia para nosotros, sobre todo cuando vimos que podíamos producir cientos de piezas de cera en un par de horas”.

02 IMPRESIÓN 3D DE CERA PURA

La calidad del patrón de fundición es un factor clave de éxito en la calidad de la fundición final. La impresora 3D ProJet ^® MJP 2500W de 3D Systems imprime en 100 % de cera y fue desarrollada para producir patrones de fundición de joyería que encajan en el proceso estándar de fundición a la cera perdida. En combinación con el material VisiJet® M2 CAST ^de cera pura , esta solución de flujo de trabajo digital ofrece constantemente patrones de joyería con una fidelidad fiel a CAD y una definición de características finas con un 100 % de quemado de cenizas. La superficie lisa y la calidad de las paredes laterales permiten un flujo de trabajo más rápido desde el patrón hasta la pieza terminada con menos trabajo manual, lo que ayuda a Narsakka a reducir los plazos de entrega de semanas a días para lograr una iteración y una producción más eficientes.

“Es […] más fácil para nosotros calcular los tiempos de entrega y el costo de producción. La impresión 3D básicamente nos da más control de nuestro negocio”.

– Thomas Narsakka, gerente de Narsakka

La flexibilidad de la solución de impresión 3D ayuda a Narsakka a adaptar su oferta para satisfacer la demanda de los clientes.

03 FLUJO DE TRABAJO SIMPLIFICADO DE ARCHIVO A PATRÓN

Narsakka está aprovechando el flujo de trabajo de joyería de extremo a extremo de 3D Systems, que abarca desde el software hasta la impresora y las operaciones de posprocesamiento. El software 3D Sprint® ^ofrece capacidades avanzadas para agilizar el flujo de trabajo de archivo a 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 de la construcción con lotes de gran volumen. La solución de joyería de 3D Systems utiliza soportes que se disuelven y se derriten, lo que permite retirar los soportes por lotes para acceder rápidamente a los patrones listos para moldear. En solo cuatro horas, Narsakka puede producir de 60 a 100 piezas de cera, lo que ha acortado drásticamente sus plazos de entrega, de semanas a días.

04 PRODUCCIÓN FLEXIBLE

Además de utilizar la ProJet MJP 2500W para lotes de producción de gran volumen, Narsakka aprovecha la capacidad de ofrecer opciones personalizadas en masa e implementar cambios de diseño sobre la marcha. En este sentido, la empresa ha descubierto que su flujo de trabajo digital es perfecto para tiradas más cortas y una producción más especializada de joyería a medida. “Hoy en día, los clientes quieren artículos más específicos y tienen gustos más individuales”, dijo Narsakka. Gracias a la flexibilidad de su solución de impresión 3D, el joyero ahora puede adaptar su oferta para satisfacer la demanda de los clientes, lo que ha abierto nuevas oportunidades comerciales junto con posibilidades de diseño ilimitadas para los estilos más creativos.

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[3D BREAK] (Figure 4)- Caso 3.08: WS Audiology

Cómo THK Manufacturing of America utiliza Plant Simulation para optimizar la fabricación

Producto: Tecnomatix
Industria: Automotriz y Transporte

Cómo THK Simulation no solo puede ayudar con el análisis y la optimización, sino también con la ejecución. Este ejemplo de cliente, basado en una presentación en el Plant Simulation Users Day 2022 en Berlín , obtiene sus sorprendentes resultados al alimentar datos de simulación en un sistema de fabricación específico del cliente. THK Manufacturing of America utiliza Siemens Digital Industries Software Tecnomatix Plant Simulation para optimizar la fabricación .

Desafíos y Solución

La digitalización se considera un desafío de transformación global para las empresas. Esto conduce directamente a nuevos modelos de negocio. Pero en el taller, este cambio general consta de cientos de procesos, que pueden optimizarse con la ayuda de medios digitales. Esto es exactamente lo que hizo Daniel Abdelsamed. Daniel aprovechó la oportunidad de iniciar un nuevo equipo de digitalización, en resumen, equipo DX, en THK Manufacturing of America, un fabricante global con alrededor de 13 000 empleados en todo el mundo, para introducir Industry 4.0 en THK Manufacturing of America.

THK Manufacturing: Plant Simulation ofrece todos los medios para mejorar los procesos automáticos y manuales — THK Fabricación América

THK Manufacturing of America, Inc. está ubicada en Hebron, Ohio. Es parte de la Industria de Fabricación de Instrumentos de Navegación, Medición, Electromedicina y Control, que tiene un total de 160 empleados en todas sus ubicaciones. THK of America produce guías lineales, elementos de máquinas que utilizan rodamientos. Estos están desarrollados para movimiento giratorio para mover objetos pesados con facilidad y precisión en línea recta. La guía lineal consta en gran medida de tres componentes: un carro móvil, un raíl que soporta los movimientos del carro y bolas.

Comenzando con un único proceso de fabricación

Desde el panorama general de los desafíos relacionados con la fabricación, el equipo de DX comenzó con el proceso de corte de los rieles. Los rieles de THK no solo son completamente personalizables, sino que el proceso de corte puede enfrentar docenas de tipos de rieles diferentes y cientos de SKU en un día. El inventario consta de material de longitud completa y riel de caída. El riel de caída permanece después de varios cortes de rieles de stock y se almacena para su uso posterior. Ambos rieles se liberan a las sierras, donde se producen las longitudes específicas del cliente.

El equipo de DX tenía dos objetivos principales: el primero era usar más rieles de caída del inventario. El segundo fue maximizar la utilización de cada riel. Es genial utilizar el riel abatible, pero no tenerlo en primer lugar es aún mejor.

Al crear nuevos algoritmos para empacar mejor la mayor cantidad de pedidos en cada riel, queríamos maximizar nuestra utilización para aumentar la eficiencia general del proceso”.
Daniel Abdelsamed.

Daniel Abdelsamed, gerente del equipo DX, THK Manufacturing: “Pasé de no saber qué era Plant Simulation a implementar esta solución en solo seis meses. Aprender de la Academia Siemens Xcelerator, leer los foros y profundizar en el manual del usuario ayudó a mi equipo a ponerse al día rápidamente para que pudiéramos producir este resultado”. — Daniel Abdelsamed, gerente del equipo DX, THK Manufacturing

Muchos desafíos relacionados

En primer lugar, THK tuvo que actualizar el proceso de liberación de inventario y almacén. Comprender y asignar un conjunto de acciones en constante cambio requiere tiempo y una cantidad significativa de conocimiento. El equipo de DX también quería crear planes de corte para los operadores. Diseñar planes de corte que equilibren la optimización de las pérdidas por caída, la velocidad de corte, la cola de pedidos y las necesidades de fecha de vencimiento era complicado y requería atención a múltiples conjuntos de datos. Después de esto, los resultados debían publicarse de manera inteligente. Sería necesario proporcionar datos inteligentes a los programadores, operadores, gerentes y empleados del almacén, todas las partes interesadas en el proceso de lanzamiento. THK eligió un software diferente para resolver estos problemas y lo conectó a un único punto de verdad.

Simulación de planta Tecnomatix

Para crear un gemelo digital del inventario, THK necesitaba un software adaptable y ágil. Descubrieron que Tecnomatix Plant Simulation de Siemens ´ Xcelerator Portfolio era un software adaptable y ágil para cubrir esto.

Modelo Plant Simulation en THK Manufacturing para mejorar los procesos automáticos y manuales — THK Manufacturing: Plant Simulation ofrece todos los medios para mejorar los procesos automáticos y manuales

Plant Simulation nos permitió programar a la medida todo lo que necesitábamos para un gemelo digital preciso de nuestro proceso de corte. Para actualizar nuestra planificación de cortes, creamos un algoritmo de corte personalizado que aprovecha la potencia de la GPU para optimizar rápidamente nuestros cortes”.
Daniel Abdelsamed

Luego, THK Manufacturing of America dividió el plan de Plant Simulation en tres pasos principales:

Capture datos de piso para construir un modelo preciso.
Valide el modelo de simulación para asegurar la precisión.
Genere parámetros de optimización para permitir que la simulación aumente la eficiencia.

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