Incorporación de la impresión 3D a un taller de maquinaria: la experiencia de A&M Tool
En los entornos de producción siempre se ha equiparado la velocidad con el éxito. En un panorama tecnológico que no para de cambiar, los fabricantes y los talleres de maquinaria tienen la oportunidad de añadir nuevas herramientas para aumentar la eficiencia, pero se enfrenan al desafío de elegir una tecnología que pueda acelerar la modernización de manera fiable y rentable.
A&M Tool and Design lleva 65 años siendo testigo de la evolución de este estándar de precisión y eficiencia. Esta empresa se fundó en 1948 como taller familiar y proveedor de maquinaria. Si bien esta descripción sigue siendo adecuada, las cosas han cambiado: junto con trabajadores altamente cualificados que manejan fresadoras de CNC Bridgeport, el taller dispone de centros de mecanizado de 8 lados de Mazak PALLETECH System que funcionan de manera continua sin supervisión.
El taller se ha modernizado con el paso del tiempo para incluir una variedad de nuevos equipos que, junto con tecnologías tradicionales y fiables y soluciones reacondicionadas, producen piezas y maquinas a medida para el sector aeroespacial, la industria de desarrollo de sistemas ópticos y la de la robótica. Boston Dynamics, LinkNYC, NASA, Goodrich y Corning son algunos de los clientes.
Además de contar con equipo de automatización de fabricación a gran escala, como el sistema PALLETECH, el año pasado el taller añadió una impresora 3D de estereolitografía (SLA) de escritorio de nivel industrial para acelerar los proyectos y añadir capacidad para compensar la falta de personal del equipo de ingenieros. Desde entonces, han conseguido emplear la impresión 3D en un gran número de aplicaciones, desde la creación de prototipos y modelos de comunicación hasta la elaboración rápida de herramientas de producción y piezas finales para maquinaria a medida.
"La impresión 3D se ha convertido en una de nuestras herramientas más valiosas", nos contó Guido Jacques, vicepresidente de operaciones en A&M. "Puede parecer un tópico, pero nos está permitiendo a todos expandir nuestros horizontes y ser más creativos".
El taller de maquinaría de A&M Tool and Design incluye una amplia variedad de tecnologías, desde fresadoras de CNC Birdgeport hasta una impresora 3D SLA de escritorio.
Mayor capacidad de fabricación con la impresión 3D
A&M Tool añadió una impresora 3D de escritorio Form 2 a su caja de herramientas hace menos de un año para acelerar los procesos de trabajo de la creación de prototipos y aumentar la capacidad de producir piezas en sus propias instalaciones de manera asequible.
Para poder reemplazar de forma efectiva la creación de prototipos que, de otra manera, requeriría métodos o procesos de trabajo más intensos, la impresión 3D tenía que ser rentable y fiable. Ryan Little, ingeniero mecánico en A&M Tool, investigó qué impresora 3D podía satisfacer mejor sus necesidades y optó por la Form 2.
"Parte de nuestro objetivo a la hora de buscar una impresora 3D era poder disponer de algo que funcionase con autonomía y que no requiriese mucha formación", nos explicó Little. "Podemos usar algunas de las fresadoras de CNC que tenemos abajo, pero no siempre están disponibles. Además, programar una fresadora de CNC para un proyecto avanzado en Mastercam, o intentar hacerlo en el propio controlador, puede llevar horas. Empezar una impresión con el software PreForm de Formlabs es un proceso muy sencillo que tan solo nos lleva 10 minutos".
Se tardan horas en cambiar los ajustes y la configuración de las impresoras de CNC, mientras que preparar un proyecto mediante impresión 3D conlleva menos de 10 minutos.
Optimización de la creación de prototipos para utillaje, reducción de los ciclos de retroalimentación
Little y su equipo no dejan de buscar maneras rentables de aprovechar las piezas impresas en 3D y mejorar así sus procesos de trabajo y sus proyectos. El taller ahora depende de la impresora para reducir los errores y acelerar los plazos de preproducción de prototipos, crear herramientas de producción e imrpimir de piezas finales para arreglos rápidos.
En muchos casos, la decisión depende del material: ¿es necesario que esta pieza sea de metal? ¿Puede reemplazarse con un material de polímero?
"Nuestros ingenieros pueden fabricar muchas cosas en un torno. Podemos acabar un orificio con un diámetro muy específico en 20 minutos con un resultado muy preciso. Pero si es un proyecto que un operario tardaría 5 horas en programar y 10 en fabricar, optamos por la impresión 3D y no por el mecanizado", explicó Little. "Es muy similar a los procesos de mecanizado, que muchas veces admiten la fabricación del mismo objeto en aluminio. No necesita ser de titanio".
El equipo de ingenieros de A&M Tool utiliza la impresora 3D Form 2 de manera habitual para producir piezas para la creación de prototipos o la fabricación de utillaje, entre otros.
Creación más rápida de prototipos
Para la creación de prototipos, el taller empezó a utilizar las impresiones 3D para someter a ensayo el ajuste y la funcionalidad. La impresión 3D permite que Little y su equipo impriman las piezas mucho más rápido y aprovechen todas las horas del día, ya que configuran las impresiones de forma que se produzcan durante la noche y las puedan usar al día siguiente. La impresión es especialmente útil para geometrías costosas y que se tardan mucho en producir con una fresadora de CNC.
"Casi parece que la impresora es una herramienta auxiliar además del diseño asistido por ordenador (CAD)", comentó Little. "Fabricamos un montón de prototipos para distintos tipos de utillaje. Si no tuviésemos la Form 2, muchos de los prototipos se quedarían en el software de diseño asistido por ordenador (CAD) hasta que tuviésemos la máquina preparada y algunos proyectos no se completarían ni se diseñarían nunca porque no resultaría práctico".
Muchas de las piezas que produce A&M se usan para aplicaciones que deben soportar fatiga o carga. Little utiliza la Tough Resin de Formlabs para crear prototipos de piezas y conjuntos fuertes y funcionales que vayan a experimentar breves periodos de esfuerzo o deformación. Aprende más acerca de las resinas para ingeniería de Formlabs o solicita una muestra gratuita para comprobar su calidad de primera mano.
Para programar una fresadora de CNC, es necesario contar con las habilidades necesarias y disponer de tiempo. Si no hace falta que una pieza sea de metal, la impresión 3D puede ser una herramienta práctica para crear prototipos o herramientas de producción de manera mucho más rápida y por menos dinero.
Mejora de la comunicación
El equipo de ingeniería de A&M también utiliza la impresión 3D para contribuir a una mejor comunicación con los operarios y soldadores y convertir los diseños complejos en modelos físicos. Los propios operarios envían cada vez más solicitudes de modelos.
"A veces vemos una pieza terminada y nos damos cuenta de que hemos puesto un orificio en la dirección equivocada o de que nos hemos equivocado de lado al reproducir una de las características, y no es algo que se pueda solucionar. Cuando esto ocurre, la pieza ya está terminada, así que tienes que empezar de nuevo", nos explicó Little.
"Tenemos operarios con mucho talento que pueden interpretar diseños con tantos detalles que a veces ni si quiera puedes identificar lo que es, pero en ocasiones incluso los operarios tienen que pedir aclaraciones, especialmente cuando se trata de geometrías complejas como cavidades. Ahora, si tenemos un conjunto o un archivo de SolidWorks, hacemos un modelo a escala de la pieza y se lo damos, y les encanta. De hecho, todo el taller está empezando a implicarse en el proceso".
Sujeciones con guía, fijaciones y piezas finales impresas en 3D de manera interna
Más allá de la creación de prototipos, el equipo de A&M ha aumentado el uso de la impresión 3D para producir piezas funcionales como fijaciones e incluso varias piezas finales, desde un botón ergonómico para una máquina hecha a medida hasta un acoplamiento de araña para un arreglo rápido para una de sus grandes máquinas de pulido de lentes.
Por ejemplo, cuando recibieron un acoplamiento de araña del tamaño equivocado para una de sus grandes máquinas de pulido de lentes dos días antes de una importante feria comercial, Little diseñó rápidamente una pieza de sustitución del tamaño correcto y lo imprimió en 3D con la Durable Resin. Utilizaron dicho acoplamiento para manejar un motor de dos caballos en una máquina trituradora.
Cuando recibieron un acoplamiento de araña del tamaño equivocado que habían encargado para una de sus máquinas de pulido de lentes, Little imprimió una pieza de sustitución en 3D con la Durable Resin para hacer un arreglo rápido antes de una importante feria comercial.
Las sujeciones con guía, las fijaciones y otras herramientas de producción a medida son esenciales para una fabricación eficiente y efectiva. Lee nuestra guía de diseño de sujeciones con guía y fijaciones impresas en 3D para consultar las mejores prácticas y consejos.
Aumenta las posibilidades y la capacidad de tu taller con la impresión 3D
A&M Tool adquirió una impresora 3D hace menos de un año y su equipo continúa encontrando nuevas y valiosas aplicaciones y experimentando con materiales novedosos.
"La impresión 3D nos permite hacer muchas de las cosas que el taller no puede hacer fácilmente, como geometrías para fabricar piezas que serían una verdadera pesadilla en una máquina, entre otras cosas", dijo Little. "Ha supuesto una verdadera ventaja para el taller".
"Es una decisión que se justifica sola, ya que te permite hacer cosas en las que los clientes no están pensando en el momento de la compra. Estamos muy contentos con la Form 2 y con la decisión que hemos tomado", nos afirmó Jacques.
Fabricantes y talleres de todos los sectores están empezando a adoptar la impresión 3D para aumentar su eficiencia operativa y reducir los costes de externalizar piezas como dispositivos con guía, fijaciones y utillaje. Ve nuestro seminario web para aprender más acerca de cómo se están beneficiando las empresas del uso de materiales de impresión 3D en la fabricación y entérate de las mejores prácticas para aprovechar la libertad de diseño que ofrece la impresión 3D a la hora de desarrollar mejores dispositivos con guía y fijaciones.
