Reducción de costes y mejora de la resiliencia de la cadena de suministro en Cool Machines con la Tough 1000 Resin

Cool Machines es un fabricante de máquinas y tecnología de aislamiento de Ohio. Para su director de operaciones, Andy Schulte, la resiliencia de la cadena de suministro y el ahorro de costes son fundamentales. Con la Form 4 y la Tough 1000 Resin, Cool Machines está desarrollando y fabricando piezas de uso final capaces de soportar temperaturas bajo cero, impactos y presiones de hasta 600 psi (aprox. 41 bar). 

Las piezas de los aspiradores de aislamiento y las máquinas de soplado tienen estructuras internas complejas. Las tiradas de estos productos son pequeñas, generalmente de 10 a 100 piezas, lo que significa que el moldeo por inyección no es económicamente viable, mientras que externalizar las piezas en aluminio mecanizado puede llevar hasta dos meses. 

Adam Warren, dibujante y diseñador mecánico, nos dice que la empresa inició su andadura con impresoras de resina Elegoo, incorporando tres de ellas en sus instalaciones durante la pandemia de COVID en un intento de fortalecer su cadena de suministro. Sin embargo, las impresoras les dieron problemas constantes y el servicio técnico era inaccesible. Warren dice: "Fue entonces cuando empecé a buscar impresoras 3D con un servicio técnico con el que pudiera contar, y quería que ese servicio técnico estuviera en EE. UU.".

Las piezas pequeñas, como los botones de un dial, pueden costar cuatro dólares por pieza y pueden ser difíciles de obtener de los proveedores, mientras que imprimir 15 de ellas en un taller propio cuesta menos de un dólar por pieza y se puede hacer en 90 minutos en la Form 4 con la Black Resin. Tras demostrar la viabilidad de este uso con sus primeras piezas, Cool Machines siempre está buscando piezas que puedan imprimir en su empresa para mejorar la resiliencia de la cadena de suministro, reducir costes y minimizar los tiempos de la producción.

Además de estos ahorros, la impresión 3D permite flexibilidad en el diseño, con capacidad para producir geometrías complejas y socavados que no se pueden conseguir mecanizando aluminio o mediante moldeo por inyección, lo que expande los tipos de componentes que Cool Machines puede fabricar in situ. 

Los avances en la ingeniería de materiales han expandido lo que se puede imprimir. Schulte dice: "Me ha impresionado mucho la innovación de Formlabs en sus nuevas resinas y cómo mejora sus productos". Más allá de los botones y los componentes pequeños, los productos de uso final que fabrica Cool Machines tienen que ser capaces de resistir pruebas de esfuerzo por debajo del punto de congelación y los impactos de un lugar de trabajo, donde los usuarios los mueven con fuerza. Por lo tanto, Warren buscaba un material similar al Delrin que pudiera imprimir roscas NPT de 1/4 in, y ese material era la Tough Resin 1000.  

La Tough 1000 Resin es un material dúctil y resistente a los impactos, con una tenacidad comparable a la del PEAD. Tiene un color gris oscuro y profundo y se imprime con un acabado mate. Warren dice que puede configurar las piezas con un clic en PreForm, el software de preparación de impresiones de Formlabs. Tras la impresión y el posacabado, puede arrancar los soportes y ya está, sin necesidad de lijado ni acabado.

Las propiedades mecánicas de la Tough 1000 Resin permitieron fabricar in situ dos piezas: un sistema de humectación interna Internal Wetting System (IWS) y una boquilla de pulverización para paredes Wall Spray Nozzle. Ambos deben resistir la fuerza, la congelación y los impactos de una obra. 

El Internal Wetting System inyecta un fino chorro de agua en el flujo de fibras para ayudar a reducir el polvo. En un principio, se fabricaba con aluminio, pero Schulte nos dice: "Nos dimos cuenta de que el aislamiento se pegaba al aluminio, pero no al plástico, por lo que el plástico es un material mucho mejor para esto. Todo lo ha aguantado bien, incluso cuando los clientes tiran de las mangueras".

En los lugares de trabajo, los usuarios tiran con frecuencia de las mangueras para mover el equipo, lo que significa que el Internal Wetting System tiene que soportar fuerzas brutas e impactos a temperaturas muy frías. La resistencia al impacto de la Tough 1000 Resin hacía que fuera una buena candidata para el Internal Wetting System, y las piezas impresas en 3D han resistido tanto las pruebas de esfuerzo como su uso en una obra.

La Wall Spray Nozzle es el resultado de cinco meses de desarrollo y no sería posible sin la impresión 3D, debido a la geometría de su interior. Para prototiparla, Warren confió en la rapidez de la Form 4, diciendo: "Si no funciona, puedo tener la siguiente versión lista en la impresora al día siguiente para ponerla a prueba".

Un requisito clave para la Wall Spray Nozzle era que soportara la presión del agua. Schulte hizo algunos ensayos internos y consiguió que las roscas NPT de 1/4 in soportaran hasta 900 psi (aprox. 60 bar). También hizo ensayos de caída e impacto en temperaturas bajo cero. Lo siguiente son las pruebas en condiciones reales. Si la Wall Spray Nozzle las supera, Cool Machines la fabricará de la misma forma que la prototipó: imprimiéndola en 3D en la Form 4 con la Tough 1000 Resin.

Al incorporar la Form 4 en sus instalaciones, Cool Machines redujo los costes por pieza y potenció la resiliencia de su cadena de suministro. Pero son los avances en la ingeniería de materiales los que les han permitido fabricar piezas de uso final de alto rendimiento. 

Se pueden imprimir en 3D materiales de ingeniería resistentes con propiedades comparables a las de los termoplásticos, expandiendo las geometrías de lo que se puede fabricar y acortando al mismo tiempo los tiempos de producción. Para evaluar por tu cuenta la Tough 1000 Resin, solicita una muestra gratuita de la pieza. Para empezar a imprimir, compra la Tough 1000 Resin o ponte en contacto con nuestro departamento de ventas.