Producto: HandySCAN Industria: Productos de Consumo y Venta
Flatz GmbH de Lauterach, Austria, es el líder del mercado de soluciones de sistema en el sector del embalaje y produce cartón corrugado, soluciones de aislamiento, molduras de EPP y contenedores extraíbles.
Para sus flujos de trabajo de control de calidad, Flatz enfrentó el desafío de tener que medir con precisión contornos cada vez más complejos de componentes técnicos, espumas de partículas y herramientas. Las superficies pueden ser de mate a brillante, con tamaños de piezas que van desde 100 mm hasta 2500 mm. Por lo tanto, la empresa decidió adquirir tecnología de medición moderna para cumplir con una gama completa de requisitos de control de calidad.
El HandySCAN BLACK Elite de Creaform fue la solución perfecta. Este escáner 3D portátil se puede utilizar de forma flexible con una precisión de 0,025 mm. También puede medir de forma rápida y precisa componentes de cualquier tamaño, con superficies mate o brillantes en tiempo real. Antes de adquirir el nuevo sistema de medición de Creaform, Flatz usaba cintas métricas, calibradores, pernos en U y herramientas similares para realizar las mediciones.
Bernhard Guldenschuh de Quality Management comentó: “ Recibimos una excelente capacitación de Creaform, que abordó directamente nuestros requisitos de medición. Pudimos armar rápidamente un equipo que ahora puede tomar medidas en una amplia variedad de componentes en cualquier momento, si es necesario. Las aprobaciones de productos ahora se pueden llevar a cabo sin ningún problema. ”
Aprobación de piezas EEP
Flatz GmbH había recibido un pedido para producir una pieza de polipropileno expandido (EPP) con un tamaño de aproximadamente 250×300 mm para un nuevo cliente. Debía ser instalado en una pieza moldeada por inyección. El EPP es un material termoplástico especialmente respetuoso con el medio ambiente y fácil de reciclar.
La pieza de EPP terminada se montó en una pieza moldeada por inyección, que luego se incorporaría a un dispositivo complejo. La pieza de EPP fue diseñada para proteger el interior del componente moldeado por inyección. Sin embargo, después del muestreo, surgieron problemas con la precisión de ajuste de la pieza. El cliente no pudo instalar la pieza. La pieza EPP producida se escaneó con HandySCAN 3D y se comparó con los datos CAD en PolyWorks. Rápidamente quedó claro que la pieza moldeada por inyección tenía las dimensiones incorrectas. Posteriormente se ajustó y se pudo instalar la parte EPP.
Escaneo 3D en el software VXelements de Creaform
Áreas de aplicación del HandySCAN BLACK en Flatz
El HandySCAN 3D se ha convertido en una parte integral del proceso de muestreo y aprobación de componentes en Flatz. Se utiliza para evaluaciones de componentes técnicos, inspección de herramientas complejas y verificación de la precisión dimensional. Se puede utilizar para verificar rápidamente que una pieza encaja y proporcionar resultados sobre la precisión de la pieza.
Producto: ArtecLeo Industria: Productos de Consumo y Venta
En el mundo de los muebles de lujo a medida, los clientes quieren ver lo que van a pedir, sobre todo cuando hay tantas combinaciones de telas, pieles, acabados, colores, herrajes y accesorios que pueden cambiar el aspecto de un mueble tapizado. Y si no pueden verlo en persona, lo ideal es que lo vean en un catálogo impreso o por internet.
Pero el método tradicional de usar fotografías para crear imágenes para los listados de productos es difícil.
Combinación de muebles personalizados escaneados en 3D en un ambiente renderizado por CGI.
Primero hay que fabricar cada pieza individualizada y después capturarla desde varios ángulos en una sesión fotográfica específica. La otra opción es que el cliente tenga que imaginar cómo va a quedar su nuevo mueble, y eso no es algo que guste a este tipo de clientes.
Sólo lo mejor
Para Sherrill Furniture de Hickory, Carolina del Norte, esta técnica no era suficiente. Desde que abrieron sus puertas en 1945, su objetivo ha sido la satisfacción total del cliente, no sólo en cuanto a los materiales y la artesanía de la más alta calidad, sino también cumpliendo y superando las expectativas de sus clientes en cada etapa del proceso.
Silla personalizada de Sherrill Furniture escaneada en 3D en una escena de salón renderizada por CGI.
Por eso buscaban una forma de mostrar a sus clientes de todo el mundo el aspecto exacto de los muebles de sus sueños, incluso antes de que se fabricaran. Con miles de piezas únicas disponibles, y decenas de muebles personalizables de las nueve marcas de la empresa, la solución que adoptaran debía ser rápida y flexible.
El vicepresidente de marketing de Sherrill Furniture, Dax Allen, y su equipo hicieron un estudio con el que se decantaron por el escaneo 3D para un proceso digital de escaneo a CGI, que les permitiera crear muchos productos totalmente personalizables. Modelos 3D de sus productos, que fueran flexibles para sus catálogos semanales, anuales…
Sillas personalizadas de Sherrill Furniture escaneadas en 3D en una escena de habitación renderizada por CGI.
Al mismo tiempo, esto agilizaría su flujo de trabajo de creación de contenidos, quitando los cuellos de botella que existían y evitando que aparecieran otros nuevos.
Con estos requisitos en mente, se pusieron en contacto con los expertos en escaneo 3D del Embajador de Artec Digitize Designs y charlaron con el ingeniero de ventas Bo Helmrich, que les recomendó enseguida el Artec Leo.
Un sistema totalmente portátil, un escáner 3D de mano con pantalla táctil y ordenador incorporado, que proporciona escaneos 3D en color de precisión submilimétrica, Artec Leo destaca en la captura de objetos de tamaño mediano, sobre todo en lugares donde hay que moverse, como las salas de exposición llenas de cosas donde el equipo de diseño de Sherrill Furniture necesita escanear.
“En cuanto descubrí la rapidez de Leo para capturar datos, decidí ir más deprisa. Leo no tiene problemas para seguirme el ritmo.”
Soluciones portátiles de vanguardia
Después de comprar el Leo, Allen y su equipo trabajaron codo con codo con Helmrich para crear un flujo de trabajo eficiente para capturar las piezas de mobiliario y procesar los escaneos en el programa Artec Studio.
Noah Carney, de Sherrill Furniture, escaneando una silla con Artec Leo cualquier pieza, desde sillas pequeñas hasta muebles seccionados de gran tamaño, lo que implica ir de izquierda a derecha y capturar la parte superior e inferior de la pieza”.
“Con Leo, no necesitamos usar marcadores, y el único problema que tuvimos al principio fue que escaneábamos demasiado despacio y se acumulaban demasiados datos. En cuanto descubrí la rapidez de Leo para capturar datos, decidí ir más deprisa. Leo no tiene problemas para seguirme el ritmo.”
Sillas originales de Sherrill Furniture con estructura de madera, a punto de ser escaneadas en 3D con Artec Leo.
En el caso de que haya algún detalle no se haya capturado por completo, “puedo confirmarlo de inmediato en la pantalla táctil del Leo mientras estoy escaneando”, explica Pittmon, y añade: “Y luego, con un movimiento del escáner, ya lo tengo todo”.
“Contar con Leo supone no tener que volver a la sala de exposiciones para repetir el escaneo.”
El hecho de que Leo pueda escanear sin dejar huecos, ni siquiera en muebles complejos y de formas orgánicas, es crucial para el flujo de trabajo. Los agujeros hacen muy difícil aplicar la textura al equipo de CGI, y eso haría que la calidad se resintiese.
Esta es una de las razones por las que cada uno de los componentes se escanea por separado y, posteriormente, se unen en Artec Studio antes de enviarlos al equipo de CGI. Así, cada cojín, almohada o cualquier otro elemento se escanea por separado, lo que garantiza una cobertura total.
El responsable de marketing, Noah Carney, afirma: “Con Leo, no tenemos que esperar hasta que empezamos a procesar los escaneos para saber si se nos ha escapado algún detalle importante de cara al trabajo del equipo de CGI”.
Captura de pantalla de Artec Studio del escaneo de una silla con estructura de madera.
Carney comenta: “Cuando vamos a la sala de exposiciones, podemos capturar más de 20 piezas en una tarde, y después volvemos a la oficina para procesar los escaneos. Gracias a Leo, no tenemos que volver a la sala de exposiciones para repetir el escaneo”.
Render CGI de una silla con estructura de madera para una visualización personalizada.
Artesanía personalizada
Primero se cargan los escaneos en el software Artec Studio, se procesan y se convierten en modelos 3D, lo que tan sólo lleva unos minutos de alineación de los distintos escaneos de cada pieza y la eliminación de los datos que no son necesarios.
Procesamiento de escaneos de una silla en el software Artec Studio. (Foto: Sherrill Furniture)
Después, se envían los modelos 3D al equipo de CGI, que los importa a ZBrush. Allí, se encargan de perfeccionar la geometría para la siguiente etapa, realizada en 3D Studio Max. En esta etapa se añaden las juntas y las luces, y otros cambios en el modelo que no se han hecho en ZBrush.
Render CGI de la silla Dundee Natural de Sherrill Furniture, procedente de los escaneos con Artec Leo.
El resultado final del trabajo son modelos 3D de gran realismo de cada pieza, que pueden ampliarse, examinarse de cerca y cambiar la tapicería con un clic del ratón para que pase del rojo Acapella al verde Zussman Seafoam, por ejemplo.
Render CGI de la silla Sauvage Saddle de Sherrill Furniture, procedente de los escaneos de Artec Leo.
Además, se pueden seleccionar y ver al instante varios acabados, combinaciones de colores y accesorios, para que el cliente pueda ver exactamente el producto exacto que le llegará a casa.
Render CGI del sofá a medida de Sherrill Furniture, procedente de escaneos realizados con Artec Leo.
“Un truquito para que sea todavía más real, es escanear todo el mueble, cada uno de sus lados, no simplemente uno de los lados y usar la técnica de reflejo, como hacen otras empresas”, nos dice Pittmon.
Captura de pantalla de Artec Studio mostrando escaneos de Leo de un sofá personalizado de Sherrill Furniture.
“Porque en los muebles fabricados en bancos hay pequeñas diferencias únicas entre las dos caras que se aprecian al mirar de cerca: arrugas, pliegues, incluso la forma en que la luz juega con el tejido, y sin este realismo, los modelos parecen falsos”, añade.
Render CGI del mismo conjunto de sofás a medida, visualizado con diferente tapicería y estilo.
Pittmon también ha usado Leo en la función de escaneo a CAD con SOLIDWORKS, para ingeniería inversa de muebles. Uno de esos proyectos era una silla clásica de la que no había planos de diseño. Un día después, el equipo de fabricación de Sherrill Furniture podía reproducirla bajo demanda en una serie de formatos diferentes.
Ingeniería inversa con Artec Leo: Renders CGI de la silla clásica original (L) y la versión final personalizada (R).
Para explicar este proyecto, Pittmon dice: “Si se fijan en estas dos sillas, la de la derecha ni siquiera existe. A partir de los escaneos de Leo, el equipo de CGI creó un modelo en 3D, ampliando el respaldo más alto. También pueden ampliar la anchura de la silla hasta convertirla en un love seat o incluso en un sofá completo”.
Escaneo de la silla clásica original de Artec Leo, en el software de Artec Studio.
Continúa: “No es preciso crear físicamente estas versiones personalizadas de la silla al momento. Las fabricamos virtualmente. Y más adelante, es posible que haya que fabricarlas”.
Planos de diseño de una versión personalizada de la silla, creados por el equipo de CGI de Sherrill Furniture. (Foto: Sherrill Furniture)
Encontrando nuevas soluciones
Allen comenta el contraste entre lo viejo y lo nuevo: ” Desde el principio, comparamos la fotografía tradicional con nuestro nuevo proceso de CGI en 3D con Leo”, dice. Aunque el enfoque 3D es más costoso al principio y tarda más en terminarse en general, permite aprovechar el modelo 3D con múltiples tejidos, acabados y mucho más.
“[Usando el escaneo 3D] es por lo menos 30 veces más eficiente en términos de coste por activo visual que la fotografía tradicional. Y, de hecho, hemos mejorado la calidad de imagen con respecto a la fotografía,” continúa. “El resultado es fantástico.”
Modelos 3D renderizados por CGI de la silla clásica original (Izquierda) y la versión personalizada con respaldo extendido (Derecha), a partir de los escaneos de Artec Leo. (Foto: Sherrill Furniture)
Y añade: “Por ejemplo, durante las pruebas, nuestro equipo se dio cuenta de que un sofá no se había fotografiado. El equipo de fotografía tuvo que cancelar la sesión y hacer planes para volver a fotografiar en 4 semanas, cuando el sofá estuviese listo”.
“Sin embargo, el equipo de CGI cogió el modelo 3D de la silla, hecho a partir de los escaneos de Leo, lo adaptó a la estructura del sofá y lo utilizó para crear digitalmente efectos visuales 100% exactos del sofá en tan solo dos horas.”
Ahora, Allen y su equipo siguen perfeccionando su flujo de trabajo buscando nuevas posibilidades para acelerar el proceso, sin perder ni un ápice de calidad.
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
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.
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.
Producto: HandySCAN Industria: Productos de Consumo y Venta
Con sus soluciones líderes en los campos de prueba y medición, sistemas tecnológicos y redes y ciberseguridad, Rohde & Schwarz , una empresa de tecnología con sede en Múnich, es una de las pioneras de un mundo más seguro y en red. Fundado hace más de 85 años, el grupo es un socio confiable para sus clientes en los sectores industriales y gubernamentales de todo el mundo.
HandySCAN 3D para la planta de Teisnach de Rohde & Schwarz
La planta de Teisnach es un proveedor de sistemas y un centro de fabricación mecánica y electrónica dentro de la red de Rohde & Schwarz. Entre los productos fabricados en la planta se encuentran escáneres corporales, carcasas, placas de circuito impreso, transmisores de TV y radio, sistemas de comunicaciones inalámbricos específicos del cliente, piezas micromecánicas de precisión y productos electromecánicos personalizados de todo tipo. Como fabricante por contrato, los servicios de fabricación se ofrecen como parte de la gama completa de servicios, desde el desarrollo de productos y software hasta el servicio posventa.
Tan amplia mente diversificada como es la planta de Teisnach, también lo son las tareas de medición, que pueden ir desde flujos de trabajo de control de calidad en las propias líneas de producción de la empresa hasta tareas completas de ingeniería inversa para proyectos de fabricación aditiva.
Se iba a introducir un sistema de medición 3D flexible en la planta de Teisnach para poder complementar la gama de servicios ofrecidos por el departamento de control de calidad interno. El objetivo era encontrar una herramienta de medición que ofreciera la mayor flexibilidad posible tanto en las mediciones como en sus aplicaciones: control de calidad, medición de interiores de vehículos para modificaciones, inspecciones de superficies de forma libre y procesos de fabricación aditiva. El objetivo era lograr un alto nivel de precisión en todo momento. Además, el equipo buscaba reducir los tiempos de inspección e implementar un método más rápido y sencillo para crear modelos 3D.
Los requisitos de precisión también incluían poder objetos que van desde el tamaño de un cubo de 10x10x10 mm hasta la geometría del vehículo de un jeep, con una precisión requerida de hasta 25 µm.
El HandySCAN NEGRO | Elite de Creaform cumplió con todos los requisitos del sistema de medición y se integró como una extensión de la gama de servicios de control de calidad en Rohde & Schwarz, donde ya se utilizan otros dispositivos de medición ópticos y táctiles estacionarios.
El factor decisivo para seleccionar la solución de escaneo 3D de Creaform fue la amplia gama de aplicaciones que podía manejar y las siguientes funciones:
Alta precisión y adquisición rápida de superficies de forma libre y componentes grandes, así como evaluación rápida de los datos de escaneo. Gracias al escaneo sin contacto, las superficies y los contornos altamente sensibles nunca se dañan, a diferencia de cuando se usa una sonda táctil para inspeccionar piezas, como componentes chapados en oro.
Ahora se pueden escanear herramientas de estampado o moldeo por inyección antiguas o dañadas para las que no se dispone de un conjunto de datos 3D. Los datos de escaneo generados se pueden usar para generar un modelo CAD y reproducir las herramientas.
Flexibilidad, precisión y facilidad de uso en el manejo del escáner 3D
Debido a las altas velocidades de escaneo, la cantidad de tiempo necesario para el diseño de interiores de vehículos se ha reducido de 1 día laboral a 2 horas laborales.
Resumen
El HandySCAN 3D se utiliza regularmente en la planta de Teisnach. Los operadores realizan mediciones 3D en la sala de medición dedicada, directamente en el taller para las inspecciones de componentes y en las instalaciones del cliente.
“ Debido a la portabilidad y el alto nivel de precisión del HandySCAN BLACK | Elite, creamos valor agregado para nuestros clientes que no hubiera sido posible con nuestro equipo existente. El sistema Creaform es extremadamente versátil y representa una gran mejora para nosotros, especialmente para la construcción de vehículos especiales. Por ejemplo, ahora podemos medir con precisión y rapidez los interiores de los vehículos para diseños adaptables. Además, podemos verificar de manera eficiente las superficies de forma libre con el escáner. También se debe destacar el excelente servicio y soporte brindado por Creaform. En general, estamos muy satisfechos ”, dijo Josef König, Jefe de Garantía de Calidad/Tecnología de Pruebas en la planta de Rohde & Schwarz en Teisnach.
Producto: Figure 4 Industria: Productos de consumo
WS Audiology, una empresa líder en audífonos, adoptó la solución de impresión 3D de alta velocidad Figure 4 de 3D Systems para mejorar la calidad y el funcionamiento de sus procesos de fabricación de moldeo por inyección con la impresión 3D de pinzas, accesorios y prototipos de grado de producción en su Lynge, Dinamarca, sitio. Pionero en la impresión 3D para la fabricación de carcasas para audífonos, WS Audiology ha ampliado su uso de la impresión 3D para resolver una variedad de desafíos de desarrollo de productos y líneas de fabricación, citando la calidad, el rendimiento y la versatilidad del material de la Figura 4 como beneficios clave de la solución.
“Vimos desde el principio que la Figura 4 tenía las calificaciones adecuadas en términos de calidad de salida, rendimiento de producción y [amplitud] de materiales”
– Henry Frederiksen, diseñador de herramientas, WS Audiology
MEJORA DE LA CALIDAD Y EL FUNCIONAMIENTO DEL TRANSPORTE DE PIEZAS PEQUEÑAS
Hay muchas piezas diferentes moldeadas por inyección dentro de los audífonos de la marca Widex de WS Audiology. Estas piezas incluyen carcasas, contactos y bloques para componentes electrónicos que se instalan en cada audífono, algunos de los cuales son tan pequeños como 8 mm x 3 mm. Debido a su tamaño, esta categoría de piezas requiere manipulación robótica en lugar de manual, con ventosas para piezas más grandes y pinzas metálicas para piezas pequeñas. Sin embargo, estos métodos de manejo tienen inconvenientes. Las ventosas tienen dificultad para orientar correctamente las piezas, lo que conduce a la pérdida de agarre, y las pinzas de metal son propensas a dejar marcas en las piezas, además de tener largos plazos de fabricación.
Impresión 3D de alta precisión
WS Audiology experimentó varios beneficios importantes del uso de la impresión 3D para fabricar carcasas de audífonos, incluido un producto final con una calidad sustancialmente mayor y un aumento de productividad ocho veces mayor. Tras este éxito con la tecnología, la decisión de ampliar las aplicaciones de impresión 3D de la empresa para resolver sus problemas de transporte de flujo de trabajo fue fácil.
La solución Figure 4 de 3D Systems es una tecnología de fabricación aditiva basada en proyección que utiliza una membrana sin contacto para combinar la precisión y la increíble fidelidad de los detalles con velocidades de impresión ultrarrápidas. WS Audiology utiliza Figure 4 Standalone , una solución asequible y versátil que ofrece velocidad, calidad y precisión con durabilidad, servicio y soporte de grado industrial, así como cambios rápidos de material para una mayor versatilidad de la aplicación.
Iteración de diseño rápido
La tarea fue asignada al Departamento de Herramientas de WS Audiology. Según el diseñador de herramientas Henry Federiksen, asumir este proyecto con Figure 4 le dio mucha confianza, y la velocidad de la solución permitió producir, probar y confirmar más piezas en un período de tiempo más corto.
Velocidad de producción
Un beneficio clave de usar la solución Figure 4 es la capacidad de producir piezas sin herramientas. WS Audiology puede pasar directamente de un archivo digital a una parte física, eliminando una cantidad significativa de tiempo de sus procesos típicos. Según Frederiksen, las pinzas impresas en 3D suelen estar disponibles en uno o dos días, lo que deja a muchos clientes satisfechos en el departamento de moldeo por inyección.
Materiales con capacidad de producción
Para las aplicaciones de herramientas de producción de WS Audiology, se aprovecha la figura 4 PRO-BLK 10 y la figura 4 RUBBER-65A BLK . La gama de materiales disponibles con la plataforma Figure 4 hace posible abordar un amplio conjunto de aplicaciones con una mayor diversidad en las propiedades de los materiales, con químicas de materiales que han sido diseñadas para uso a largo plazo, hasta 1,5 años para piezas exteriores y hasta 8 años para piezas interiores (según los métodos de prueba de ASTM). Figure 4 PRO-BLK 10 es un material rígido de grado de producción, y Figure 4 RUBBER-65A es un caucho de grado de producción de resistencia media al desgarro con dureza Shore 65A y un alto alargamiento a la rotura.
Vivimos en un mundo donde nada se detiene. Las empresas y las personas de todo el mundo continúan ampliando los límites de las estructuras compuestas. Después de todo, fue un ingeniero, no un científico, el que pisó por primera vez otro mundo. Servicios de ingeniería de Elston (o EES) ciertamente están clasificados en ese grupo de innovadores. Con sede en Knebworth en el Reino Unido, EES opera en el mundo de los servicios de ingeniería mecánica. La empresa especializada en el desarrollo de estructuras compuestas de plástico reforzado con fibra. Ron Elston, director general, se enorgullece de ser el propietario de la empresa. Ron tiene una gran experiencia que abarca una ilustre carrera de 60 años. Su carrera comenzó como aprendiz de dibujante en ML Aviation, antes de supervisar la creación de pequeños circuitos integrados y grandes antenas de estación terrestre. La variada experiencia de Rons significa que se le considera un especialista en ingeniería mecánica y fabricación de materiales compuestos.
Para proporcionar contexto, los compuestos son una combinación de materiales no metálicos y metálicos para crear una estructura o una gama de estructuras. Estas estructuras crean componentes fuertes, livianos, rígidos y de baja densidad. Estos componentes sientan las bases para crear ensamblajes increíblemente resistentes en una amplia gama de sectores, incluidos la arquitectura, la automoción y la industria aeroespacial, por nombrar algunos. Es un enfoque que ha acelerado las capacidades de la sociedad para llevar nuestras capacidades de ingeniería al siguiente nivel.
Aplicaciones compuestas y de fabricación avanzada del siglo XXI; ¿Cómo llegamos aquí?
Hubo un tiempo en que las aplicaciones de fabricación de compuestos no podían satisfacer las necesidades de muchas empresas. Las empresas tenían una amplia comprensión de cómo los nuevos procesos y materiales revolucionarían el flujo de trabajo de fabricación para incluir compuestos. El problema era que las empresas no eran lo suficientemente proactivas para facilitar el cambio.
Ron tuvo la oportunidad de fusionar las pruebas y el análisis de estructuras compuestas con la oficina de diseño durante su tiempo en el Centro de Investigación Marconi. ¿Por qué era tan importante en ese momento? Permitió que un especialista como Ron implementara un enfoque integrado; donde un equipo supervisó el diseño conceptual, el diseño geométrico, el análisis estructural, la creación de herramientas, la creación de piezas y las pruebas. Al conectar los puntos, las empresas de fabricación de compuestos pudieron lograr una mayor innovación de productos para mejorar la eficiencia de la producción. Además, las empresas redujeron el tiempo hasta la iteración final, al mismo tiempo que impulsaron las capacidades de sus respectivas industrias.
La tecnología fue un cambio de juego para las estructuras compuestas
La experiencia de Ron contribuyó a un cambio en los procesos que resultó en mejoras dentro de la fabricación avanzada. Sin embargo, fueron las mejoras en la tecnología las que realmente impulsaron a la industria hacia una nueva era. Las capacidades modernas significan que el análisis gráfico se completa a un ritmo mucho más rápido. Además, se pueden manejar múltiples materiales compuestos simultáneamente; principalmente debido a las mejoras que hemos visto en el rendimiento y el almacenamiento del hardware de la computadora.
Los estudios de golpes y vibraciones ahora son más precisos que nunca; cuando combina todos estos elementos, el usuario recibe muchos más datos del mundo real que antes. Los equipos que tienen la experiencia y/o un conocimiento realmente pagarán dividendos. Los fabricantes de compuestos pueden reducir la masa, el costo y los tiempos de producción de sus estructuras. Como resultado, los mismos fabricantes finalmente están reduciendo su tiempo de entrega al mercado.
Sostenibilidad en la fabricación de compuestos
Los procesos y las innovaciones tecnológicas han empujado continuamente los estándares de la industria hasta donde estamos hoy dentro de la fabricación de compuestos. Sin embargo, se necesita una transición global hacia una sociedad más sostenible; la fabricación de compuestos no es inmune a esto. Afortunadamente, las empresas de fabricación de compuestos ya están considerando los aspectos prácticos de implementar tecnologías sostenibles en su flujo de trabajo. En algunos casos, las empresas están comenzando a recuperar la fibra de carbono de productos fuera de uso fuera de servicio. Además, ha habido un cambio hacia el uso de termoplásticos en lugar de plásticos termoendurecibles. Los plásticos termoendurecibles para compuestos normalmente incorporan resina epoxi de un solo uso. Los termoplásticos como el polietileno no tienen este problema; su estructura química significa que pueden volver a fundirse y retirarse de las estructuras compuestas para su reutilización. Es esencialmente una etapa temprana de una “economía circular” dentro de la industria de fabricación de compuestos.
Los plásticos reforzados con fibra pueden producir estructuras con relaciones de resistencia a peso superiores a las de los materiales tradicionales, como el acero y el aluminio. El refuerzo de los termoplásticos utilizando fibra de carbono reutilizada o fibra ‘virgen’ puede lograr propiedades de resistencia y rigidez que se acerquen a las que se logran con compuestos termoendurecibles. Estamos viendo una mejora continua de las materias primas para crear productos fuertes, sin comprometer la calidad y reduciendo las emisiones de carbono en paralelo. Este es realmente el comienzo de que los fabricantes de compuestos reconozcan los peligros que representan las emisiones de carbono y avancen hacia un modelo más sostenible para el futuro.
¿Por qué Siemens para estructuras compuestas?
Para alguien con la experiencia de Rons, usar una aplicación de software poderosa es tan importante como tener una sólida comprensión de la ciencia detrás de las estructuras compuestas. 50 años en la industria significan que Ron ha visto, usado y dominado una variedad de aplicaciones de software. Por lo tanto, es testimonio de Siemens que NX sigue siendo el paquete elegido por Elston Engineering Services. ¿Por qué es este el caso?
El enfoque integrado de Siemens NX
Ron cree que Siemens tiene un enfoque integrado con NX; diferentes funciones con diferentes propósitos se empaquetan en la misma aplicación para permitir a los usuarios permanecer en una plataforma para todo su flujo de trabajo. Los ingenieros de diseño pueden perder un tiempo precioso durante su flujo de trabajo exportando conjuntos de datos a otra aplicación, si su aplicación principal no viene equipada con las características correctas que necesitan para su caso de uso. Siemens NX elimina este problema. Tener en cuenta una estrategia de desarrollo consistente que agregue una gama de funciones en futuras versiones de NX sienta las bases para que NX satisfaga las necesidades de múltiples empresas en una variedad de industrias.
Comprender la ciencia detrás de las estructuras compuestas
El usuario puede tener una sólida comprensión de la ciencia detrás de las estructuras compuestas. Luego necesitan tener las herramientas disponibles para simular con precisión la ciencia dentro de su aplicación. Es un aspecto importante para cualquier aplicación al analizar cómo se comportará una variedad de estructuras compuestas en escenarios del mundo real. ¡Esto es especialmente cierto cuando el escenario se vuelve extremo y ejerce enormes presiones externas sobre las estructuras! NX analiza con precisión estructuras compuestas y metálicas de acuerdo con escenarios del mundo real. Es una característica que surgió cuando Ron desarrolló antenas de radar con EASAT para usar en zonas de clima intenso.
Rotor Bike Components es un grupo de empresas especializadas en el diseño y fabricación de piezas para bicicletas de medio y alto rendimiento. Reconocida mundialmente, la compañía ha desarrollado cuatro líneas principales de productos –platos, potenciómetros, platos y bielas y pedaliers– a los que aplica la máxima innovación para competir en un mercado en constante evolución.
Con sede en Madrid y presencia en 47 países, la compañía cuenta con sucursales en Taiwán, Holanda, Estados Unidos y una red de más de 5.000 puntos de venta en todo el mundo. Rotor Bike Components también tiene dos empresas de distribución: Bikemotiv para España y Rotor Benelux, que abastece a Bélgica, los Países Bajos y Luxemburgo. En 2014, la compañía cerró el año con unos ingresos de 14 millones de euros (el 85 por ciento del total procedente de exportaciones) y un equipo de casi 100 empleados.
La innovación está en el ADN de Rotor Bike Components. El génesis de la empresa tuvo lugar en la Escuela de Ingenieros Aeronáuticos de Madrid, donde, en 1995, un grupo de estudiantes concibió un sistema de bielas con revolucionarias ventajas biomecánicas denominado Rotor System.
Dentro del entorno empresarial, continuaron con otros lanzamientos innovadores como el RCK, un cuadro con pedalier diseñado específicamente para aprovechar los beneficios del Rotor System. Lo que es más importante, la empresa también creó QRings, platos ovalados con diferentes resistencias de transmisión para superar la zona muerta y optimizar la potencia de salida durante el pedaleo. Esta innovación convirtió a Rotor Bike Components en una empresa de referencia en el sector a nivel internacional.
“Tradicionalmente los platos eran redondos, pero descubrimos que una forma ovalada mejoraba el rendimiento y disminuía la fatiga muscular”, explica José Luis Sanz, director comercial de Rotor Bike Components. “Nos hemos hecho populares en el mercado por poder ajustar la placa y dar la máxima ovalidad en diferentes posiciones, dependiendo de dónde se aplica la máxima potencia al pedalear”.
La tecnología de punta respalda el crecimiento
La innovación continúa afectando las operaciones diarias de la empresa. El interés por ofrecer soluciones con la mejor tecnología para mejorar el rendimiento ciclista se combina con el reto de producir más de 250.000 componentes al año con más de 500 referencias diferentes para cubrir su oferta de carretera, triatlón, mountain bike y ciclocross.
Para sostener la innovación, es esencial alinear los esfuerzos del departamento de ingeniería de Rotor Bike Components con los profesionales de fabricación de su empresa hermana, EDR System, que es miembro del mismo grupo empresarial. En la década de 1990, EDR System se convirtió en la primera empresa en España en utilizar aluminio y titanio para la fabricación de piezas de bicicleta, y es líder tecnológico en mecanizado por control numérico (CNC).
“Nos movemos en un mercado de marcas muy consolidadas donde nuestra arma competitiva es ofrecer innovación. Es importante ser muy ágil para adaptarse rápidamente a los cambios. Hay que ser muy flexible porque la vida media media de los productos es inferior a los 3 años”, apunta David Martínez, director del departamento de ingeniería de Rotor Bike Components.
Actualización de la tecnología de diseño
En 2007, la empresa decidió evolucionar su sistema de diseño asistido por computadora (CAD), el software I-deas™, al software NX™ del especialista en gestión del ciclo de vida del producto (PLM) Siemens Digital Industries Software para volverse más competitiva. La empresa enfrentó dos desafíos clave: integrar CAD con la fabricación asistida por computadora (CAM) y lidiar con la creciente complejidad del producto. “Por un lado, no había conexión entre nuestro programa CAD y el programa CAM de EDR System y, por otro, los diseños eran cada vez más complejos, sobre todo a la hora de abordar el montaje, y necesitábamos una herramienta más potente”, explica Martínez. “Queríamos crecer, pero sin la tecnología avanzada que nos ofrecía NX no podíamos ofrecer la innovación que nos diferenciaría”, añade Sanz.
Después de evaluar otras soluciones, la empresa optó por NX CAD, principalmente debido a la excelente experiencia de su empresa hermana, EDR System, que utiliza NX CAM como solución de mecanizado. NX fue presentado a Rotor Bike Components por Análisis y Simulación, un socio de soluciones de Siemens Digital Industries Software que compartió su amplio conocimiento de diseño, ingeniería y fabricación asistidos por computadora (CAD/CAE/CAM) con la empresa. “Decidimos incorporar también NX en nuestro departamento de ingeniería para aprovechar sus capacidades de diseño con múltiples funciones avanzadas y garantizar una conexión total con los procesos de fabricación”, dice Sanz.
Máxima colaboración con NX
Actualmente, el 99 por ciento de todos los diseños de Rotor Bike Components se desarrollan con NX CAD. El equipo de ingeniería tiene seis licencias y utiliza las herramientas de modelado y dibujo del software para realizar su diseño 3D, generación de documentos y planos de dibujo para piezas y ensamblajes. Los archivos de diseño se envían a EDR Systems para el mecanizado y se integran con su sistema NX CAM. Y para el desarrollo de nuevos productos, el departamento de ingeniería y calidad de Rotor Bike Components evalúa los modelos fabricados para verificar el cumplimiento de las normas correspondientes.
“Nuestro proceso no solo aporta ingeniería al trabajo desarrollado con NX, sino que también incluye aseguramiento de la calidad y empresas de terceros con las que colaboramos para diversas certificaciones. También ayuda incorporar elementos que no hacemos nosotros mismos, como la electrónica de los potenciómetros”, dice Martínez. “Es fundamental que podamos realizar intercambios sin problemas en el mismo archivo donde se integra el modelado, dibujo y mecanizado, para ejecutar fácilmente cualquier cambio que se solicite, o integrar cualquier archivo que se nos envíe utilizando la amplia capacidades de importación y exportación.”
Dentro de la empresa se ha creado un entorno colaborativo utilizando NX en el que también participa el equipo de producción diseñando los equipos de determinadas líneas de montaje, gracias a una licencia flotante alojada en un servidor corporativo. “Esta opción es muy interesante, ya que el personal de producción utiliza la herramienta de manera esporádica”, dice Martínez. “También se usa para hacer manuales de usuario, para el diseño de empaques, para ilustraciones en solicitudes de patentes y otras tareas”.
Martinez aprecia el uso simple e intuitivo de NX que permite la personalización y personalización de la interfaz. “Análisis y Simulación nos dio la formación adecuada para poder sacarle el máximo partido de una forma sencilla”, afirma.
El modelado síncrono acelera el diseño
Las herramientas de modelado síncrono de NX facilitan el modelado y permiten la máxima velocidad en la implementación de cambios rápidos, incluso sin un árbol de estructura de datos. “Esta característica, junto con la seguridad de que podemos importar cualquier extensión de archivo, es fundamental para la reutilización de los modelos que ya tenemos, especialmente los archivos reglamentarios”, dice Martínez.
Optimización de la ingeniería con simulación
Ingeniería también cuenta con las capacidades de análisis y simulación de la ingeniería asistida por computadora (CAE) de NX para optimizar su trabajo. “Saber que NX era modular y que podíamos integrar diferentes funciones según nuestras necesidades sin tener que cambiar el sistema fue un factor determinante en nuestra decisión por NX. La aplicación del método de elementos finitos va a seguir agregando más valor a nuestros procesos, y es algo que ya tenemos”.
Producto: Solid Edge, Teamcenter Industria: Productos de Consumo y Venta
Muebles de oficina que inspiran
La manera en la que se diseñan y amueblan las oficinas tiene un impacto directo en el éxito de una empresa, sobre todo cuando se habla de innovación, motivación y eficiencia. En colaboración con universidades y científicos, Lista Office Group AG (Lista Office LO) convierte los últimos hallazgos del entorno de trabajo en soluciones innovadoras. El fabricante suizo líder diseña e implementa mobiliario de oficina, afirmando que sus soluciones hacen que la gente trabaje de manera más entusiasta incluso los lunes.
El portfolio completo de productos fabricados internamente abarca desde mesas, armarios y estanterías hasta accesorios, los pequeños ayudantes del día a día. Combinan acero con madera en todas sus diferentes variedades y con textiles u otros materiales para satisfacer de la mejor manera posible los gustos de los clientes y la funcionalidad requerida.
A través de una red de nueve filiales y 15 socios de venta autorizados en Suiza, Lista Office LO también actúa como proveedor de proyectos personalizados de mobiliario de oficina. La empresa asegura que sus soluciones inteligentes pueden reducir la cantidad de espacio requerida en un 25 % o más a la vez que crean una experiencia agradable y productiva en el entorno de trabajo para aquellos que trabajan ahí. Para verificar los diseños, en algunos casos Lista Office LO ofrece a los clientes una vista previa de 360º en 3D y en realidad virtual.
Los ingenieros de diseño de Lista Office LO han estado usando el software de Solid Edge® de Siemens Digital Industries Software para diseño asistido por ordenador (CAD) desde principios del 2000. «Puesto que la mayor parte de nuestro mobiliario de oficina se ha fabricado con chapa y madera, estamos usando las funcionalidades de chapa del software», dice Bruno Inauen, jefe de ingeniería de Lista Office LO. «Han acelerado el trabajo de diseño de manera significativa.»
Incrementado la variedad rápidamente
Además de esa amplia variedad de geometrías estándar, los muebles de Lista Office LO pueden personalizarse mucho. «Más del 20 % de los muebles de oficina que Lista Office LO fabrica son personalizables», confirma Inauen. «Esto abarca desde un único cable que pasa por una mesa a un diseño de armario totalmente personalizable.» Por lo tanto, el departamento de ingeniería se divide en dos equipos, uno para ingeniería básica y desarrollo de productos en serie y otro para tareas de diseño personalizables.
Anteriormente, los ingenieros creaban normalmente nuevos artículos copiando y modificando los diseños existentes en lugar de crear familias de piezas con parámetros para dimensiones variables. Esto llevó a un aumento significativo del número de productos, piezas y montajes. Ello y la variedad de fuentes de datos provocó una complejidad innecesariamente alta de las interfaces del proceso entre ingeniería y producción.
«Con 250.000 archivos CAD registrados, las listas de dónde se usa ocupaban cientos de páginas con información de poco valor», dice Inauen. «Dependiendo del origen de una modificación, la información se podía almacenar en diferentes lugares y no era muy fácil de encontrar.» Puesto que no había asociatividad entre las piezas originales y las modificadas, los cambios que se hacían a los componentes o ensambles estándar se tenían que hacer separadamente para todas las variantes de producto.
Garantizar la coherencia de los datos que se usan para crear una versión personalizable de un diseño existente se ha convertido en una actividad que requiere mucho tiempo, lo que resulta en un periodo de transición de diseño a fabricación prolongado. Producción también ha tenido que adaptar los diseños que recibían antes de que comenzara la producción. Todo ello ralentizaba el proceso de creación de producto, por lo que mantener la empresa competitiva resultaba difícil.
Optimizar la información de productos
Lista Office LO utiliza un configurador de variantes con generación automática de modelos CAD que es parte del software de planificación de recursos empresariales (ERP) de la empresa. Aunque es práctico para ventas, no ofrece información coherente en el uso de las piezas hasta el nivel de producto. Así sucedía también con el antiguo software de gestión de datos de producto (PDM) de Lista Office LO.
En un intento de optimizar los procesos internos, la administración de Lista Office LO decidió concentrar toda la información relacionada con productos técnicos en una única fuente. Parte de la estrategia de la gestión de ciclo de vida del producto (PLM) de la empresa era crear una plataforma para innovación proporcionando y visualizando estas estructuras de forma transparente e integral para aquellos implicados en toda la empresa. Esto debía ser la base de desarrollo de productos escalable.
«Sabíamos que era necesario optimizar nuestro portfolio de productos», dice Inauen. «Por tanto, decidimos seguir siendo consistentes con las estructuras de producto para productos estándar, configuraciones personalizadas, modificaciones semipersonalizadas y productos totalmente personalizados.» El proceso de soluciones personalizables era el más problemático porque no tenía puertas de garantía de calidad y el proceso como tal era insuficiente para enfrentarse a estos retos.
Una solución de Teamcenter integrada
El primer paso para implementar una única fuente verídica fue la de encontrar el proveedor de soluciones adecuado. Lista Office LO proporcionaba varias empresas candidatas con sus especificaciones de requisitos. «Después de una breve fase de evaluación, invitamos al partner de soluciones de Siemens Digital Industries Software, Cytrus, a implementar una solución completa de PLM», dice Thomas Friederich, mánager de servicios técnicos, Lista Office LO. «Ofrecían todo desde una única fuente, mostraron un gran entendimiento de nuestros retos y demostraron una capacidad de resolución de problemas elevada».
En una evaluación de la madurez de PLM previa a la implementación, Cytrus y Lista Office LO consiguieron un entendimiento común antes de validar todos los componentes de la solución. Esto supuso un rediseño del proceso de Lista Office LO y de algunos de los procedimientos del software de ERP.
La solución que Cytrus ofrecía utiliza el software de Teamcenter® de Siemens Digital Industries Software, un sistema PLM versátil que conecta personas y procesos mediante silos funcionales con un hilo digital. Para formar una solución integral y escalable que abarcara toda la compañía y cubriera todos los procesos, se ha ligado al software ERP de Lista Office LO a través de Teamcenter Gateway para SAP.
Lista Office LO implementó Teamcenter con personalización. «En una estrategia futura, decidimos no migrar los datos existentes», señala Inauen. «Con Solid Edge y Teamcenter, creamos nuevos modelos para todos los artículos en nuestra selección de productos optimizada.» Junto a una mejora significativa en la gestionabilidad y trazabilidad, este enfoque redujo el número de archivos CAD en un 90 %.
Ahorro considerable de tiempo
En varias localizaciones de Lista Office LO, casi 20 ingenieros están usando ahora Teamcenter para todas las tareas de ingeniería, desde la idea de producto hasta la misma producción. Pudieron superar los silos de información separados y utilizar Teamcenter para gestionar toda la información relacionada con productos. Solid Edge está totalmente integrado en Teamcenter. Junto a la introducción del software, Lista Office LO implementó nuevos procedimientos de manera que se pudieran seguir todos los pasos del proceso. «Anteriormente, la mayor parte del conocimiento descansaba en las cabezas de los individuos», dice Friederich. «Usar Teamcenter como la única fuente de datos de producto optimiza los procesos, reduce errores y elimina las repeticiones de trabajo.»
Una de las consecuencias derivadas del empleo de Teamcenter es que ahora es mucho más rápido y fácil realizar modificaciones, garantizando que los cambios globales afecten a todas las versiones personalizadas de un producto. Para conseguir esto, los ingenieros de Lista Office LO están utilizando la funcionalidad de Teamcenter para crear familias de piezas. «Ello reduce en gran medida el tiempo necesario para diseñar varias partes similares y evita errores», señala Inauen. «También tiene una asociatividad completa, de manera que los cambios se aplican automáticamente a todas las piezas de una familia.»
Para ilustrar todo el tiempo que se han ahorrado, los ingenieros de Lista Office LO mencionan una nueva unidad de control para un escritorio de altura ajustable que necesitaba ajustarse con un tornillo más que su predecesor, por lo que la mesa necesitaba un agujero más. «Ir a cada variante individual de este modelo para añadir ese agujero habría supuesto una inversión de dos semanas», dice Marc Esser, administrador de Teamcenter e ingeniero de diseño de Lista Office LO. «Cuando tuvimos que llevar a cabo una modificación similar, se pudo actualizar toda una familia de piezas en medio día, ahorrando un 95 % del tiempo que se habría necesitado en un principio.»
Producto: Figure 4 Industria: Productos de Consumo y Venta
Decathlon, el mayor minorista de artículos deportivos del mundo, está utilizando la plataforma de alta velocidad Figure 4 y la nueva función de apilamiento del software 3D Sprint® de 3D Systems para permitir la producción directa de piezas de uso final impresas en 3D. La función de apilado permite la producción por lotes de una o varias piezas mediante una combinación de herramientas definidas por el usuario y automatizadas, y elimina un tiempo considerable del proceso de preparación de impresión.
“Al apilar piezas, podemos imprimir en lotes de 100 y hemos reducido el tiempo que toma preparar una impresión de 30-60 minutos a solo 6-10 minutos. La combinación de materiales apilables y de nivel de producción hace que Figure 4 esté listo para la producción”.
Gregoire Mercusot, ingeniero de materiales, ADDLAB, Decathlon
El desafío
VALIDAR LA PRODUCCIÓN EFICIENTE CON LA FABRICACIÓN ADITIVA
Cuando se enfrentó a un problema de inyección de moldes en un pequeño componente para gafas de tiro que conecta el marco con las lentes, Decathlon optó por probar la nueva solución de apilamiento de 3D desarrollada por 3D Systems para evaluar la fabricación aditiva para la producción. Tras realizar un estudio de viabilidad sobre la solución de Figure 4 y la función de apilado, los equipos de Decathlon confirmaron la productividad y la economía de la fabricación aditiva y decidieron que esta solución podría considerarse para la producción en serie del producto final.
La solución
01 Función de apilamiento de piezas en el software 3D Sprint
El laboratorio de fabricación aditiva de Decathlon (ADDLAB) usa la solución de impresión 3D de Figure 4 de 3D Systems en toda una serie de aplicaciones (incluidos los modelos maestros de molde), y ahora está considerando utilizar la nueva funcionalidad de apilamiento de piezas de alta densidad del software 3D Sprint de 3D Systems para facilitar la producción directa. 3D Sprint es un software avanzado, todo en uno, que agiliza el flujo de trabajo del archivo al patrón con herramientas para la preparación y optimización de archivos de impresión, incluida la generación automática de soportes, y la colocación optimizada de piezas para maximizar la productividad. La nueva función de apilado ayuda a los usuarios a imprimir lotes de gran volumen con un flujo de trabajo de preparación de archivos eficiente.
Para usar la función de apilamiento, los usuarios importan un archivo de pieza y base, definen el apilamiento en términos de orientación y cantidades de piezas, y utilizan herramientas automatizadas para replicar capas y soportes de apilamiento verticales consecutivos. Según el ingeniero de Decathlon Gregoire Mercusot, el apilamiento ha reducido el tiempo de preparación de la impresión hasta en un 80 %. Las construcciones que antes tardaban entre 30 minutos y una hora en prepararse ahora pueden completarse en seis a 10 minutos.
Mercusot afirma que la utilidad de esta función va mucho más allá de la producción: “Uso esta función varias veces a la semana cuando necesito varias piezas. Es increíble para la producción, pero también es muy útil para la creación de prototipos”, dice.
02 Materiales de nivel de producción
Decathlon está usando el material Figure 4® PRO-BLK 10 para este componente funcional de gafas y menciona las sólidas propiedades de rigidez del material y las grandes velocidades de impresión (62 mm/h) como ventajas clave. Este material de alta precisión produce piezas con un suave acabado de la superficie y una calidad de las pared laterales, y tiene propiedades mecánicas excelentes y estabilidad ambiental a largo plazo que agrega un nuevo nivel de seguridad a la producción en 3D. A partir de su estudio de viabilidad de la producción, Decathlon confirmó la reproducibilidad en todos los lotes de impresión y la plena funcionalidad de la pieza.
03 Velocidad de impresión
Figure 4 es una tecnología de fabricación aditiva basada en la proyección. Utiliza una membrana sin contacto para combinar la precisión y la asombrosa fidelidad de detalles con velocidades de impresión ultrarrápidas. Decathlon usa el sistema Figure 4 Modular para imprimir pilas de 100 piezas en 85 minutos, lo que equivale a solo 42 segundos por pieza. Figure 4 Modular es una solución de producción en 3D escalable y semiautomatizada que consta de un controlador central que puede emparejarse con un único módulo de impresión hasta 24 módulos de impresión, lo que la convierte en una opción flexible que prepara a las empresas para el crecimiento.
04 Postprocesamiento
La funcionalidad de apilamiento de alta densidad de Figure 4 aporta eficiencias de escala al postprocesamiento, así como a la construcción de piezas, lo que permite a Decathlon tratar un lote de piezas como si fuera una sola pieza. Esto significa que el tiempo que tardaría Decathlon en limpiar, curar y retirar los soportes de una sola pieza sigue siendo el mismo, incluso para un lote de 100 piezas. Para la aplicación de vidrio de seguridad de Decathlon, se necesitan seis minutos para limpiar las 100 piezas, 90 minutos para curarlas sin intervenciones y diez minutos para retirar los soportes de todo el lote.
Las soluciones de Siemens Digital Industry Software ayudan a los fabricantes marinos a reducir el tiempo de prueba hasta en un 20 por ciento
Estabilidad en el mar
Si hay algo que puede estropear un viaje relajante en el agua, es un barco inestable. Las olas agitadas pueden causar daños significativos a las pertenencias personales, así como al barco. Ya sea que esté pescando, buceando o simplemente en el agua, la estabilidad del barco es una parte esencial de los viajes seguros por mar. Como resultado, los estabilizadores de buques son productos valiosos. Cualquier marinero experimentado entiende la importancia de la estabilidad marina para garantizar un viaje sólido en el mar; sin embargo, no todos los sistemas estabilizadores son perfectos. De hecho, un problema común con los estabilizadores convencionales accionados por aletas es la amortiguación insuficiente del balanceo a velocidades más bajas y las aletas sobresalientes. Este problema ha obstaculizado la experiencia del consumidor. La estabilidad es necesaria a bajas velocidades, y las aletas sobresalientes pueden dañarse en aguas poco profundas. Lo último que su cliente quiere es estar en el mar cuando su nuevo estabilizador falla. Teniendo en cuenta que los consumidores tienen una baja tolerancia a la falla del producto, una mala experiencia puede ser todo lo que se necesita para que los consumidores salten del envío de su producto. Sólo sobreviven los fabricantes de estabilizadores que ofrecen una calidad consistente.
Realización de oportunidades
Ubicado en ‘s-Hertogenbosch, Países Bajos, DMS Holland es un especialista internacional en el campo del control de movimiento en yates de hasta 30 metros. El objetivo de DMS Holland es reducir el movimiento de balanceo de los yates para mejorar la comodidad a bordo, reducir la enfermedad del mar y mejorar la seguridad. La velocidad a la que los sistemas estabilizadores marinos de DMS Holland logran la estabilización se diferencian en el mercado. Sus sistemas estabilizadores se basan en el efecto Magnus, un fenómeno en el que un cilindro giratorio trabaja lejos de sus principales rutas de movimiento para lograr la estabilidad. Cuando un estabilizador tradicional requiere que un yate viaje a una velocidad considerable, su producto logra la estabilización a solo 3 a 12 nudos. Esto difiere de los sistemas convencionales basados en aletas debido a su diseño pequeño y mayores capacidades de amortiguación del balanceo a velocidades más bajas. Brabant Engineering, una empresa de ingeniería mecánica en Best, Países Bajos, es responsable del diseño y desarrollo de Magnus Master de DMS Holland, la última generación de tecnología de estabilización de rotores que cuenta con rotores retráctiles que eliminan el riesgo de daños. La compañía está proporcionando a DMS Holland su experiencia en diseño para desarrollar el producto con visión de futuro que imaginaron.
“DMS Holland quería proporcionar el más alto nivel de estabilidad, comodidad y seguridad a bordo. En general, queríamos hacer la vida en el mar mucho más cómoda y fácil”, dice Patrick Noor, director de ventas y marketing de DMS Holland. “Para hacer realidad nuestra visión, necesitamos empresas de calidad como Brabant Engineering que nos ayuden con la ingeniería mecánica de nuestros estabilizadores”.
Navegando hacia soluciones
Brabant Engineering utiliza las innovadoras aplicaciones de diseño que se encuentran en Siemens Simcenter™ 3D para diseñar y simular con precisión sus proyectos.
“Todas las propiedades del material están integradas en el diseño del software, y Simcenter 3D nos ayuda a analizar el comportamiento y la durabilidad de nuestro producto”, dice Bertie Tilmans, ingeniero principal de Brabant Engineering. “Al proporcionar propiedades precisas del material y una integración perfecta de múltiples alternativas de diseño, podemos ahorrar un tiempo valioso durante el desarrollo del producto”.
Brabant Engineering utilizó Simcenter 3D para simular con precisión el efecto Magnus y confirmar que el Magnus Master podía manejar 1.100 revoluciones por minuto. “He estado usando Simcenter 3D durante los últimos siete años y me gusta mucho la versatilidad del software”, dice Tilmans. “Esta versatilidad permite a las empresas predecir el comportamiento de diferentes aspectos del diseño de un producto para encontrar la solución más efectiva”.
Reducción de los costes de desarrollo y los ciclos de creación de prototipos
Al utilizar adecuadamente el software de diseño asistido por computadora (CAD), como con el uso del software Siemens NX™, Brabant Engineering utiliza las capacidades potentes y flexibles de NX CAD para reducir drásticamente el costo y el tiempo que lleva diseñar productos tan innovadores. La combinación de NX CAD para el diseño y Simcenter 3D para la predicción del rendimiento ayudan a acelerar la comercialización del producto de manera más eficiente.
Dependiendo del tamaño del dispositivo, los prototipos físicos pueden costar exponencialmente más que el precio del producto. Las simulaciones pueden ahorrar tiempo y costos significativos en las primeras etapas de un proyecto. Usando Simcenter 3D, en lugar de confiar en un costoso prototipo físico, Brabant Engineering ahorró aproximadamente del 10 al 20 por ciento del tiempo total de pruebas y calificación. Pudieron acortar el ciclo de prueba y recibir resultados directos.
Rikkert Gerits, líder del proyecto, Brabant Engineering, confirmó que el uso de Simcenter 3D redujo drásticamente la cantidad de prototipos físicos necesarios.
“Usando herramientas de simulación 3D, no tenemos que construir un prototipo real, lo que nos ahorra tiempo y dinero considerables”, dice Gerits. “Utilizamos varios productos de Siemens, como Simcenter, NX CAD y Teamcenter, y son entregados por tarjetas PLM Solutions, un socio de soluciones de Siemens Digital Industries Software. Nos ponemos en contacto con ellos con cualquier pregunta específica que tengamos con respecto al software”.
Los sistemas CAD ofrecen a los usuarios la capacidad de intercambiar fácilmente varios componentes del producto. Los sistemas CAD y de ingeniería asistida por computadora (CAE) también proporcionan las herramientas necesarias para rediseñar y explorar rápidamente el rendimiento de los nuevos diseños. Gerits explicó cómo estos sistemas de simulación también permiten una rápida fase de prototipado virtual. Al simular el producto en tiempo real, los usuarios pueden predecir con mayor precisión la durabilidad del producto bajo ciertas condiciones. Esto proporciona a las empresas un ahorro significativo de costos y tiempo en comparación con el diseño, la producción, las pruebas y el registro de datos de un prototipo físico. Brabant Engineering estima un ahorro de costos totales del 10 al 15 por ciento mediante el uso de la simulación para prevenir fallas en comparación con lo que costaría arreglar / reparar esas fallas.
Establecer una relación sólida
Sjef van de Laak, director general de Brabant Engineering, dice que las soluciones de Siemens son clave en el proceso de diseño de ingeniería de la compañía. “Siemens es el proveedor del software que utilizamos, y la importancia de las tarjetas PLM Solutions es que conocen muy bien el software y respaldan nuestras necesidades de simulación”, dice. El desarrollo de productos se vería interrumpido sin esta línea abierta de comunicación. Como tal, las tarjetas PLM Solutions y Brabant Engineering mantienen un diálogo constante.
Compartiendo el Magnus Master en todo el mundo
El Maestro Magnus ya está recibiendo una atención considerable. Desde su introducción en 2015, el Magnus Master ha desarrollado una reputación de calidad en los Países Bajos y ha ayudado a hacer de DMS Holland un negocio global.
Este esfuerzo combinado entre Brabant Engineering, DMS Holland y Siemens es un ejemplo perfecto de cómo la cooperación puede conducir a una innovación innovadora.
