Taller encuentra oportunidades con la impresora 3D SLA

La incorporación de una impresora 3D de estereolitografía de escritorio Form 2, de Formlabs, ha permitido que A&M Tool and Design agilice los flujos de trabajo con prototipos, herramientas y más elementos impresos en 3D.

 

Si bien la velocidad a menudo está vinculada al éxito del entorno de producción, agregar nuevas herramientas para aumentar la eficiencia también puede presentar desafíos. Principalmente, el panorama tecnológico en constante cambio no facilita que los fabricantes y talleres metalmecánicos elijan una tecnología que sea confiable y rentable. Con estos requisitos en mente, A&M Tool and Design recientemente agregó una impresora 3D de polímero a su conjunto de herramientas. Al ofrecer un medio preciso y rápido para hacer prototipos y otras piezas, esta impresora 3D ha ayudado a acelerar los flujos de trabajo y aumentar la capacidad del taller para producir piezas en casa de manera asequible.

Hacia la eficiencia y la precisión

Fundada en 1948, A&M Tool and Design comenzó como un taller metalmecánico de precisión de una sola fuente de propiedad familiar en Southbridge, Massachusetts. En la actualidad, junto con operarios altamente calificados que operan las fresadoras CNC convencionales de Bridgeport, se ubican lápidas de ocho lados para un sistema Mazak Palletech ,que puede funcionar sin supervisión las 24 horas, los 7 días de la semana.

El taller se ha modernizado a lo largo de los años para introducir una gama de nuevos equipos, además de tecnología tradicional confiable y soluciones renovadas para producir piezas y máquinas personalizadas para la industria aeroespacial, óptica y robótica. Los clientes incluyen Boston Dynamics, LinkNYC, NASA, Goodrich y Corning.

Además de su equipo de automatización de manufactura a gran escala, como el Palletech, el año pasado el taller incorporó una impresora 3D de estereolitografía de escritorio (SLA, por sus siglas en inglés) para acelerar los proyectos y abrir la capacidad para complementar un equipo de ingeniería con poco personal. Para poder reemplazar de manera efectiva la creación de prototipos, que de otra manera se realizaría a través de procesos o flujos de trabajo más intensivos en mano de obra, la impresora 3D tenía que ser tanto rentable como precisa. Ryan Little, un ingeniero mecánico de A&M, investigó qué impresora 3D sería la mejor opción para las necesidades de la empresa y seleccionó la impresora 3D de escritorio Form 2 de Formlabs.

“Parte de nuestra búsqueda de una impresora 3D fue poder tener algo que pudiera funcionar de manera bastante autónoma con una capacitación limitada”, dice Little. “Podemos operar algunas de las máquinas CNC en la planta baja, pero rara vez están disponibles, y la programación de una máquina CNC para un trabajo avanzado en Mastercam, o simplemente intentar hacerlo en el propio controlador, puede llevar horas. Iniciar un trabajo con el software Formlabs PreForm toma 10 minutos, y es realmente simple”.

Desde entonces, la compañía ha escalado las aplicaciones de impresión 3D desde prototipos y modelos de comunicaciones hasta herramientas de producción de giro rápido y piezas de uso final para maquinaria personalizada.

“La impresión 3D se ha convertido en una herramienta invaluable en nuestra caja de herramientas”, dice Guido Jacques, vicepresidente de operaciones de A&M. “Es una especie de cliché, pero realmente nos permite a todos pensar completamente fuera de la caja”.

Oportunidades de impresión 3D

Little y su equipo encuentran constantemente oportunidades para aprovechar las piezas de plástico impresas en 3D rentables para mejorar los flujos de trabajo y los proyectos. El taller confía en la impresora para mitigar los errores y acelerar los plazos desde la creación de prototipos de preproducción hasta la creación de herramientas de producción para la impresión de piezas de uso final para soluciones rápidas.

En muchos casos, es una decisión guiada por los materiales: ¿esta parte debe ser de metal? ¿Puede un material a base de polímero ser un sustituto fácil?

“Hay un montón de cosas que nuestros ingenieros pueden procesar en un torno”, dice Little. “Podemos extraer un eje de diámetro muy específico en 20 minutos, y será muy preciso. Pero si es algo que un operario tardaría cinco horas en programar y 10 horas en hacer, podemos elegir la impresión 3D sobre el mecanizado. Es muy similar al mundo del mecanizado, donde probablemente podrías hacer esto con aluminio. No necesita ser titanio”.

Acelerando prototipos

Para la creación de prototipos, el taller comenzó a usar impresiones 3D para probar el ajuste y la función. La impresión 3D le permite al equipo de ingeniería hacer las piezas mucho más rápido y utilizar todas las horas del día, configurando las impresiones para que se operen durante la noche y luego usar las piezas al día siguiente. La impresión es especialmente útil para geometrías que son costosas y se requiere mucho tiempo para producirlas en una máquina CNC.

“La impresora casi se siente como una herramienta auxiliar que complementa el CAD”, dice Little. “Hacemos un montón de prototipos para diferentes tipos de herramientas. Si no tuviéramos la Form 2, muchos prototipos permanecerían en CAD hasta que estuviéramos listos para mecanizar, y habría algunas cosas que nunca se realizarían o diseñarían porque no serían prácticas”.

Mejorando la comunicación

El equipo de ingeniería de A&M también utiliza impresiones en 3D para ayudar a comunicarse con operarios y soldadores, convirtiendo dibujos complejos en modelos físicos. Cada vez más, los propios operarios están haciendo solicitudes de modelos.

 “A veces, vemos una pieza terminada y nos damos cuenta de que se hizo un agujero en la dirección equivocada, o que se suponía que una operación no estaba en un lado determinado, y eso no es algo que puedas arreglar. Cuando eso sucede, la pieza está prácticamente terminada y hay que reiniciarla”, dice Little.

 “Aquí tenemos talentosos operarios que pueden interpretar dibujos con tantos resúmenes en ellos que casi no se puede ver lo que está sucediendo pero, aún así, los operarios tendrán que pedir claridad, especialmente cuando hay geometrías más complejas como los cortes profundos. Ahora, si tenemos un ensamblaje o un archivo de SolidWorks, haremos un modelo a escala de la pieza y se lo daremos, y les encantará. Todo el taller está empezando a dibujar sobre ella”.

Fijaciones y accesorios hechos en casa así como piezas de uso final impresas en 3D

Más allá de la creación de prototipos, el equipo de A&M ha empezado a utilizar la impresión 3D para producir piezas funcionales como accesorios e incluso varias piezas de uso final, desde una perilla ergonómica para una máquina hecha a la medida hasta un acoplamiento utilizado para una solución a corto plazo para una de sus grandes máquinas de pulido de lentes.

Por ejemplo, cuando un acoplamiento de araña para la máquina pulidora de lentes llegó en el tamaño incorrecto, dos días antes de una gran feria comercial, Little diseñó rápidamente e imprimió en 3D un reemplazo del tamaño correcto en la resina duradera de Formlabs. El acoplamiento impreso se usó para impulsar un motor de 2 caballos de fuerza en una máquina de rectificado.

Aplicaciones en curso para impresión 3D

Desde la introducción de su impresora 3D hace menos de un año, A&M ha seguido encontrando nuevas aplicaciones valiosas y experimentando con nuevos materiales.

“La impresión en 3D nos permite hacer muchas cosas que el taller no puede hacer fácilmente: geometrías para fabricar piezas que serían una pesadilla en una máquina, entre otras”, dice Little. “Le ha dado al taller una verdadera ventaja”. Jacques agrega que se ha justificado a sí misma al permitir que el taller haga cosas en las que sus clientes ni siquiera estaban pensando en el momento de la compra.

 

Andrew Edman

 

Andrew Edman es ingeniero de aplicaciones en Formlabs y se enfoca en el uso de tecnologías aditivas para crear valor en los flujos de trabajos industriales y de manufactura, como el uso de herramientas impresas en 3D para pasar del prototipo a la producción.

Antes de pertenecer a Formlabs, Edman dirigió una consultoría de diseño e ingeniería, ayudando a las empresas nuevas y a Fortune 500 a desarrollar productos desde el concepto hasta la fabricación a gran escala.