¿Quieres reducir peso en tus misiles? Descubre cómo

HP 3D Printing ha organizado un Webinar para explicar cómo la fabricación aditiva puede mejorar los procesos de fabricación a lo largo del ciclo de vida del producto. Naturalmente, HP se centrará en su tecnología Multi Jet Fusion y creo, por lo que conozco esa tecnología y por lo que conozco del resto de tecnologías de Manufactura Aditiva, que puede ser muy interesante para fabricar misiles más ligeros mediante la sustitución de piezas metálicas por piezas de plástico: Esa reducción de peso traerá como consecuencias un menor consumo de combustible, así como un incremento de la velocidad máxima y el alcance.

Otra de las ventajas que veo super interesante para los fabricantes de misiles, estriba en la alta productividad de esta tecnología, que supera con creces al resto de tecnologías competidoras. ¿Más ventajas? El diseño absolutamente libre: Si queremos producir misiles más pequeños, más ligeros, más veloces y con mayor carga explosiva, forzosamente deberemos rediseñar sus componentes para que encajen. Pero fabricarlos puede ser luego imposible por las limitaciones que impone la fabricación tradicional mediante CNC. Sin embargo, con la manufactura aditiva ese problema desaparece, y más aún con la tecnología de HP gracias al elevado nivel de isotropia que presentan las piezas impresas mediante la tecnología Multi Jet Fusion.

En definitiva, creo recomendable apuntarse a este evento: descubrirás los beneficios de la tecnología HP Multi Jet Fusion y conocerás casos de éxito de OEMs que están reinventando la forma en la que se fabrican sus productos. Por tanto, si deseas reducir el peso de tus misiles no te pierdas esta oportunidad única de conocer en profundidad las posibilidades de esta tecnología sin precedentes.

Más información e inscripciones:

https://hp.zoom.us/webinar/register/2015650146868/WN_Zh7KVtKZTuqFSX-KOxG04g?utm_source=BenchmarkEmail&utm_campaign=Webinar_HP_diciembre_2019&utm_medium=email

Method X for printing end of arm effectors

All Axis Robotics is a Dallas, Texas-based machine shop and a leader in turnkey custom robot solutions for other machine shops and manufacturing facilities in need of automated machine tending.

Customers enlist the expertise of All Axis Robotics’ mechanical and manufacturing engineers to streamline their manufacturing operations with robotic arms and custom end-effectors including those for CNC machine tending, automated part sanding, and brake press machine tending, among others.

All Axis engineers designed and manufactured a custom dual-grit robot sander attachment in under two weeks using a MakerBot METHOD X 3D printer with strong and durable real ABS material. The robot sander automates the time-consuming manual aluminum sanding operation, helping a machine shop to run more efficiently by freeing up personnel for other tasks.

It features two sides with different grid sand pads as well as a connection for a vacuum to remove debris.

Key points

• Tooling for robotic arms requires tight tolerances close to (± 0.2 mm) (±0.007 in) and hole cylindricity for optimal fit and function.

• Large overhangs, carve-outs, and other complex part features are near-impossible to machine, requiring Stratasys® SR-30 soluble support material.

• All Axis was able to create their part using production-grade ABS.

All Axis process

The engineering team at All Axis used METHOD X to produce custom tooling with approximately 10 minutes of labor time and at an operational cost of $110—compared to 24 hours of labor time at an operational cost of $3,600 with an in-house CNC machine.

This ability to create custom solutions for customers—combined with rapid turnaround times—has helped All Axis gain a competitive advantage against competitors as more manufacturing facilities upgrade new and legacy equipment to meet the increasing demands of Industry 4.0 and the modern global marketplace.

All Axis and Makerbot Method

By producing the part with an in-house METHOD 3D printer, the team was able to eliminate undesirable factors typical of traditional manufacturing processes, including expensive machinist time and material costs.

And by approaching the part design through the lens of freeform additive manufacturing, the engineers were able to 3D model the part quickly without having to account for complex assembly considerations typical of traditional manufacturing processes.

The ability to print with soluble Stratasys® SR-30 supports allowed the engineers to design the sander as one complex part, which would’ve been impossible to machine. METHOD’s dimensional accuracy ensured that the part mated perfectly with the robot arm on the first try.

The use of production-grade Real ABS printed in a heated chamber produced a very strong and durable tool that is built to last.

3D Printing Helps in Fight against Heart Disease

Atherosclerosis, the accumulation of plaque on the interior lining of our arteries, is a common form of heart disease that Cardiovascular Systems Inc. (CSI360) is developing solutions to conquer.

Their OAS (Orbital Atherectomy System) safely reduces arterial calcium with sanding and centrifugal force, enabling safe and effective stent deployment. However, the OAS is very complicated with more than 30 actively moving part, which makes the prototyping long and expensive using traditional methods, in this case being CNC machining.

This limited the iterations they could make because of their schedule and budget. It also caused them to abandon far-fetched ideas because of the cost it would take to prototype them. “In developing products, the schedule and budget limited us to about three prototype iterations,” said Nick Rydberg, mechanical engineering manager for CSI. “We often had to abandon far-fetched ideas because it would have been too expensive to build a prototype to test them. Moving 3D printing in-house made it possible for us to evaluate more design alternatives than in previous generations, resulting in a product that makes a substantial leap in performance over its predecessors.” 

Since their move to in-house 3D printing, they have sped up their prototyping by 71% and cut their costs by 88%. On top of their design quality improving, they also started printing anatomical models for testing and training their mechanisms. This allows engineers to simulate how a device will perform in a particular case. 3D printing has completely changed how their medical devices are designed and will only continue to benefit physicians better treat their patients: “With our FDM and PolyJet 3D printers, we can build a new prototype in only two days at a cost of about $500,” Rydberg said. “Our engineers are able to manage everything themselves, including maintenance, material and jobs, eliminating the need for an additional resource.”

Tecnología FDM para Moldes de Arena

El proceso de fabricación de piezas metálicas mediante fundición es un proceso basado en utilizar un molde fabricado mediante la presión de un modelo sobre un compuesto arenoso. Como resultado de la presión ejercida,  el modelo deja una cavidad en la que se vierte el metal fundido. Sin embargo, fabricar los modelos era un proceso difícil, costoso y lento hasta antes de la llegada de la Impresión 3D, ya que se basaba en producir modelos de aluminio utilizando mecanizado CNC.

Debido a los problemas asociados a la producción de modelos mediante CNC, desde la llegada de la Impresión 3D los talleres de modelos para fundición han venido incorporando sistemas de producción 3D para fabricar sus modelos. Esto ha dado como resultado ahorros sustanciales en costos (50-70%) y tiempos de entrega (30-70%), acelerando en última instancia el desarrollo de nuevos productos.

Impresión 3D para Diagnóstico Oftalmológico

Nidek Technologies, con sede en Padova, Italia, se especializa en el desarrollo y prototipado de sistemas de diagnóstico oftalmológico de alta tecnología. Con todos sus productos teniendo contacto directo con los pacientes, es crucial que Nidek produzca prototipos completamente funcionales que repliquen con precisión el producto final. Esto permitirá una evaluación completa del ajuste, la forma y la función de los nuevos dispositivos antes de invertir en costosos ensayos clínicos y pasar a la producción final. Dado que este proceso a menudo resulta costoso en términos de costes y tiempos, Nidek Technologies recurrió a la impresión 3D en un intento por optimizar su proceso de prototipado y, como resultado, acelerar su validación clínica.

Recorte de tiempos

Tradicionalmente, el equipo de I+D creaba los prototipos utilizando la fabricación tradicional: moldes de inyección, máquinas CNC, etc. Estos procesos resultan por lo general bastante lentos y, en caso de que se requieran iteraciones, hace que aumenten sustancialmente los ciclos de desarrollo. Como solución para superar estas barreras, Nidek Technologies invirtió en un sistema de producción 3D Stratasys Objet500 Connex3. ¿Resultado? "Nuestro proceso de creación de prototipos se ha vuelto mucho más eficiente desde la incorporación de la impresión 3D de Stratasys en nuestro flujo de trabajo", afirma Cesare Tanassi, CEO de Nidek Technologies. "La tecnología nos permite obtener en muy poco tiempo ensamblajes de geometría compleja, lo cual posibilita validar los diseños en las etapas iniciales del ciclo de desarrollo del producto. Esto nos ha ayudado a reducir significativamente nuestro tiempo de comercialización en comparación con los métodos de prototipado tradicional".

Ensayos clínicos

Según Tanassi, "Antes estábamos constreñidos por las restricciones de tiempo asociadas con la fabricación tradicional. La impresión 3D supera estos cuellos de botella y nos permite introducir rápidamente nuestros dispositivos en ensayos clínicos. Como se puede imaginar, la verificación completa de nuestros productos es crucial para asegurar que se mantenga la asistencia sanitaria de primera calidad", explica. "En el caso del Gonioscope, la calidad de los componentes impresos permitió someter el dispositivo a un año de ensayo clínico en el que ocho centros médicos mundiales lo examinaron. Pronto será utilizado por clínicas y hospitales de todo el mundo, contribuyendo a una forma novedosa de diagnosticar el glaucoma ".

Sustitución del metal

Más allá del Gonioscope, los beneficios de la impresión 3D están demostrándose en el caso de otros productos, como por ejemplo un dispositivo que se utiliza para determinar el nivel de luz percibida por áreas específicas de la retina. Anteriormente Nidek usaba piecerío metálico para este dispositivo, lo cual hacía necesario esperar alrededor de dos meses para crear un prototipo. Sin embargo ahora "Con nuestra Stratasys Objet500 Connex3 podemos combinar en la misma pieza una amplia gama de materiales de diferentes características mecánicas. Esto nos permite emular con precisión las piezas finales incluyendo roscas, juntas flexibles y componentes transparentes. En este caso, hemos conseguido el mismo resultado funcional en 24 horas reemplazando piezas metálicas por piezas impresos en 3D ", explica Federico Carraro, Director de la División de Mecánica de Nidek Technologies. 

Lentes impresas en 3D

Tradicionalmente el desarrollo de lentes requiere varios meses de tiempo de construcción y cuesta miles de euros por lente. Para contrarrestar este inconveniente Nidek ha desarrollado y patentado un nuevo proceso de pulido automatizado, concebido para sus prototipos de lentes impresas en 3D. En definitiva la versatilidad de la tecnología PolyJet le está permitiendo a Nidek superar con rapidez múltiples desafíos a lo largo de todo el desarrollo de producto desde la idea inicial hasta la evaluación clínica, ahorrando costes y reduciendo el tiempo de desarrollo del producto.

Moldes de Extrusión/Soplado con Tecnología PolyJet

El moldeo por extrusión/soplado es una tecnología especialmente utilizada para obtener en muy poco tiempo botellas de plástico o cualesquiera otros tipos de envases herméticos para el almacenamiento de líquidos. Esencialmente, está basada en la inyección de aire caliente en el interior de una ampolla de plástico alojada en un molde; La acción combinada del calor y la presión provocan una expansión del plástico, hasta amoldarse completamente a la cavidad que lo alberga. El resultado final es una pieza hueca de paredes muy finas.

Los moldes se fabrican por métodos convencionales, utilizando para ello procesos basados en CNC (Computer Numerical Control) o EDM (Electrical Discharge Machining). Estos procesos requieren una elevada inversión de tiempo y dinero, especialmente cuando es necesario realizar cambios en el diseño del producto final.

En orden a reducir los costes y tiempos asociados a la obtención de los moldes, existe la posibilidad de fabricarlos mediante Impresión 3D, utilizando para ello sistemas de producción basados en tecnología PolyJet.

Gracias a esta tecnología, es posible obtener moldes aptos para la fabricación de prototipos o pequeñas tiradas de envases fabricados en HDPE, LDPE, PE, PET o PP, de una manera mucho más económica, fácil y rápida que mediante las tecnologías de fabricación tradicional.

En lo que respecta a datos concretos de beneficios directos, las empresas que han optado por esta alternativa han reportado una reducción media del 85-95% tiempos y del 75-95% en costes, respecto al método de fabricación tradicional.

En lo que respecta a los materiales PolyJet aptos para fabricar los moldes, hoy por hoy existen estas tres posibilidades:

Digital ABS (RGD5160)

FullCure 720 (FC720)

Familia Vero (VeroBlack, VeroBlue, VeroClear, VeroCyan VeroGray, VeroMagenta, VeroYellow, VeroWhite)

De estas tres posibilidades, la más recomendable es Digital ABS ya que sus propiedades mecánicas y térmicas permiten obtener moldes más resistentes y ciclos de producción más reducidos.

Impresión 3D para moldes de inyección

En nuestro día a día, utilizamos cientos cientos de piezas y productos fabricados mediante inyección.

Se trata de un proceso extremadamente productivo, empleado por fabricantes de todo el mundo para obtener piezas de plástico. Para ello es necesario previamente obtener un molde en aluminio u otro metal, cuyo coste de fabricación mediante CNC se mide normalmente en miles de euros cuando no en decenas de miles, y cuyo tiempo de fabricación se mide en días cuando no en semanas. Es por esto que antes de comenzar la producción en masa debe evaluarse -hasta donde sea posible- el resultado final de la pieza a fabricar, pues en caso de que haya que modificar cualquier error inadvertido habrá que fabricar un molde nuevo. En suma: Cometer un error se paga carísimo.

Pero gracias a la impresión 3D, cada vez más fabricantes de piezas de plástico están descubriendo los beneficios de la fabricación aditiva. La última de ellas, fabricar el premolde mediante impresión 3D, para inyectar una preserie de prueba en material final: Con la impresión 3D, pueden diseñarse los primeros borradores del molde de inyección en unos pocos días, y hacer la impresión del mismo en menos de 24 horas para llevar a cabo la evaluación de la pieza a fabricar. Tradicionalmente, se necesitarían varias semanas para obtener el molde en metal mediante el proceso convencional de CNC, y costaría bastantes miles de euros. Por el contrario, mediante la impresión 3D se puede obtener un molde que va a costar menos de mil euros y va a tardar no mas de unas pocas horas. En suma: Imprimir el premolde en 3D permite ahorrar muchísimo dinero.

Para no quedarnos en teorías, les invito a ver este vídeo basado en un caso real:

La Fabricación Digital Directa ahorra costes en ACS

 

Advanced Composite Structures (ACS) es una empresa canadiense que se dedica fundamentalmente a reparar palas de helicópteros y otras estructuras de composite, presentes en helicópteros y avionetas de todo tipo.

 

 

Adicionalmente, la empresa tambien fabrica piezas de composite en series cortas, a demanda de ciertos clientes del sector aeroespacial. Ambos servicios requieren disponer de útiles y herramientas de mecanizado, ya que muchas tareas demandan fijaciones a medida para llevar a cabo operaciones secundarias como el taladrado.

 

 

Desde sus inicios, ACS fabricaba sus fijaciones de taladrado y otros utillajes mediante la subcontratación de servicios tradicionales de mecanizado en máquinas CNC. Estos procesos presentan el inconveniente de ser muy caros y requerir demasiado tiempo, con lo que ciertos trabajos se demoraban en muchos casos hasta el exceso, restando cierto nivel de competitividad a la empresa.

 

 

Para contrarrestar ese hándicap, ACS decidió migrar hacia la manufactura digital aditiva mediante FDM y a tal efecto optó por una máquina Fortus 400mc de Stratasys. El resultado fue todo un éxito en todos los sentidos, ya que lograron desde el primer trabajo unos resultados espectaculares en términos de ahorro de costes (80%) y ahorro de tiempos (96%) respecto a la producción mediante CNC. En palabras de Bruce Anning, propietario de ACS, "Cuando pienso en todas las tareas de reparación que realizamos, y la gran cantidad de series cortas de piezas que fabricamos, veo cada vez más claro que el mecanizado supone para nosotros un factor clave en el coste total de los trabajos que nuestros clientes nos encomiendan. Fabricar los utillajes y fijaciones de mecanizado mediante FDM nos ha reportado un ahorro considerable ya que ahora me cuestan de media la quinta parte de lo que me costaba fabricarlos mediante CNC, y además puedo producir en un sólo día ciertos utillajes para trabajos urgentes que me resultaba inviable fabricarlos mediante CNC. Puedo afirmar que, sin duda alguna, la decisión de fabricar utillajes mediante FDM ha sido una decisión sumamente acertada.”

Fortus 400 para moteros exigentes

Orange County Choppers (OCC) es una empresa del Condado de Orange (NY) cuyo negocio se basa en personalizar motos para clientes caprichosos.

 

 

OCC es conocida entre los fans de las motos personalizadas por su especialidad en diseñar “motos temáticas” como por ejemplo la Fire Bike, en memoria de los bomberos que perdieron la vida en los atentados del 11-S.

 

 

Las motos personalizadas constituyen todo un reto a la hora de afrontar su fabricación, pues en todos los casos estamos hablando de motos únicas en todos los sentidos: Únicas en su diseño, solicitadas por un único cliente, y para fabricar una sola unidad.

 

 

Hasta hace un par de años, OCC fabricaba las motos mecanizando cada uno de los componentes. Esto requiere una considerable inversión de tiempo a la hora de programar el CNC, y necesita asimismo diseñar y crear fijaciones y utillajes “ad hoc”. El resultado es una moto cara, muy pesada, y que se tarda mucho tiempo en fabricar.

 

 

Hace un par de años, OCC adquirió una Fortus 400mc con el fin de reproducir los diseños más complejos. Para Jason Pohl, diseñador gráfico en OCC, “Lo más extraordinario es que puedes fabricar directamente el diseño original, sin preocuparte de cómo o con qué lo vas a fabricar. Basta con exportar el diseño a formato STL, enviarlo a la impresora, y pasar al trabajo siguiente. La Fortus reproduce una réplica exacta del diseño sin que sea necesario estar encima ni complicarte la vida con labores de mecanizado.”

 

 

En respuesta a una ambiciosa petición, OCC ha diseñado una moto con forma de dragón chinesco. La moto está permitida en China, patria del cliente final. Pohl diseñó el dragón en 3D Studio Max con todo lujo de detalle, sin preocuparse en absoluto por su fabricación: “La Fortus reprodujo cada pequeño detalle con absoluta fidelidad. El cliente quedó encantado y nosotros aún más, pues conseguimos realizar el encargo en un tiempo record y a un coste muy inferior que con los métodos tradicionales de fabricación. Verdaderamente, no ceso de sorprenderme de las posibilidades que ofrece la manufactura digital aditiva para llevar a cabo los más complicados encargos de los más exigentes clientes.” afirma.

 

 

 

Aeroespacial: ACS fabrica sus utillajes con Fortus

 

Advanced Composite Structures (ACS) es una empresa canadiense que se dedica a reparar palas de helicópteros y otras estructuras de composite para helicópteros y avionetas.

 

 

Adicionalmente, la empresa tambien produce piezas de composite en series cortas, para clientes del sector aeroespacial. Ambos servicios requieren disponer de útiles y herramientas de mecanizado, y muchas tareas requieren tambien fijaciones a medida para operaciones secundarias como el taladrado.

 

Desde sus inicios, ACS fabricaba sus fijaciones de taladrado y otros utillajes mediante la subcontratación de servicios de mecanizado en máquinas CNC. Estos procesos presentaban el inconveniente de ser muy caros y requerir demasiado tiempo, con lo que ciertos trabajos se demoraban en muchos casos hasta el exceso, restando cierto nivel de competitividad a la empresa.

 

Para contrarrestar este hándicap, ACS decidió migrar hacia la manufactura digital aditiva mediante FDM y a tal efecto adquirió una máquina Fortus de Stratasys. ¿Resultado? Con la Fortus ha obtenido desde el primer trabajo unos resultados espectaculares en término de ahorro de costes (80%) y ahorro de tiempos (96%) respecto a la producción mediante CNC.

 

 

En palabras de Bruce Anning, propietario de ACS, "Si pensamos en todas las tareas de reparación que realizamos, y la gran cantidad de series cortas de piezas que fabricamos, el mecanizado supone para nosotros un factor clave en el coste total de nuestros trabajos. Los utillajes producidos con tecnología FDM me cuestan como máximo la quinta parte de lo que me costaría fabricarlos mediante CNC, y además puedo producir en un sólo día ciertos utillajes que serían prohibitivos en CNC pues me habrían llevado varias semanas. Creo que sin duda alguna la decisión de fabricar utillajes mediante FDM nos ha posibilitado recuperar e incluso mejorar sustancialmente nuestra competitividad."

IPF Ltd. adquiere una Fortus 400mc

 

Fundada en 1969 por Bill Bloomfield, IPF Ltd. (Industrial Plastic Fabrications Ltd.) es una pequeña empresa de Essex (UK) dedicada a la fabricación digital directa.

 

Inicialmente la empresa ofrecía servicios de fabricación de objetos en plástico, mediante procesos tradicionales de fabricación sustractiva. Con los años, la tecnología fue ganando terreno a la tradición, y se fueron incorporando procesos basados en CNC y láser.

 

La tecnología, en combinación con la experiencia del personal, constituyó el combustible óptimo para la expansión del negocio y la incorporación de nuevos procesos de fabricación: A finales de 2003 la empresa incorporó sistemas se fabricación digital aditiva a su parque de máquinas, mediante la adquisición de una impresora 3D Quadra Tempo (de segunda mano) sin apenas tener idea de lo que iban a realizar con la máquina.

 

A esa máquina se añadiría más adelante una Connex 500, y poco después una segunda Connex 500. Si bien en un primer momento estas máquinas han venido satisfaciendo la mayoría de las necesidades de sus clientes finales, la expansión del negocio hacia nuevos y más exigentes nichos de mercado les ha hecho plantearse la adquisición de una tecnología más versátil que les permita satisfacer la demanda de un rango más amplio de clientes.

 

 

 

Tras estudiar el mercado en profundidad, han llegado a la conclusión de que la tecnología más versátil es la FDM, y han adquirido una máquina Fortus 400mc, que les permite satisfacer con plenitud la demanda de piezas para sectores clave como el sector aeroespacial, el sector de la defensa y el sector de la automoción. Sin duda alguna un gran gol, pues el negocio ha ido en aumento hasta el punto de que a día de hoy el negocio de la fabricación digital aditiva constituye el 45% del negocio global de la empresa.