Digitalización y mecanizado multitarea aceleran la creación de prototipos

Una flota de máquinas multitarea Mazak Integrex i-100 Bartac-S idénticas mejora la flexibilidad de programación de trabajos para una operación con bajo volumen y alta combinación, de Protolabs. Imágenes cortesía de Protolabs.

La planificación de producción puede ser más un arte que una ciencia en Protolabs. La empresa trabaja con decenas de miles de clientes diferentes cada año, y los tamaños de pedido de su segmento de mecanizado tienen en promedio solo tres piezas. Con una gama de capacidades que incluye mecanizado, fabricación de moldes por inyección, impresión 3D y servicios de mecanizado de lámina metálica, la empresa confía en un sistema digital especialmente desarrollado y máquinas-herramienta versátiles para mantener los plazos de entrega en el rango de días.

Protolabs comenzó su camino hacia la digitalización cuando el fundador de la empresa, Larry Lukis, desarrolló un software para aceptar modelos CAD de clientes y aplicar los datos a lo largo del proceso de fabricación. Los clientes cargan modelos CAD en el sitio web de la empresa, eligen materiales y opciones de acabado, y se familiarizan con la forma en que estas opciones afectan el tiempo de entrega de las piezas y la capacidad de fabricación.

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Según Mike Kenison, vicepresidente y director general de Protolabs para Estados Unidos, la digitalización del flujo de datos de fabricación, desde el pedido inicial hasta la pieza terminada, da como resultado costos no recurrentes más bajos para el proceso de la primera pieza en comparación con los fabricantes tradicionales.

 “Nunca sabemos qué pedidos van a llegar, por lo que siempre tenemos máquinas y capacidad adicionales disponibles —dice Pedersen—. Así hacemos que esto funcione.”

Toda esta tecnología inteligente ha llevado a Protolabs a llenar un nicho como fabricante de prototipos de bajo volumen y alta combinación. Satisfacer este nicho de manera oportuna puede ser difícil con las máquinas CNC, pero la adopción de una flota de máquinas-herramienta multitarea idénticas ha contribuido en gran medida a reducir los plazos de entrega.

Un eje husillo principal de 4.4 pulgadas (111 mm) que aloja una barra de hasta 4 pulgadas (101 mm) de diámetro; un ATC (cambiador automático de herramientas) de 36 posiciones, y recorridos en los ejes X, Y y Z de 450 x 208 x 901 mm (17.7 x 8.2 x 35.5 pulgadas) permiten que las máquinas Integrex, de Mazak, procesen una amplia gama de tamaños y formas.

Máquinas de mecanizado multitarea para alta mezcla

Inicialmente, el segmento CNC de Protolabs utilizaba fresadoras verticales y centros de torneado estándar. Cuando la gerencia vio la necesidad de aumentar la capacidad de torneado, agregó las máquinas multitarea Integrex i-100 Bartac-S, de Mazak. Estas máquinas tienen dos husillos de torneado y un husillo de fresado que, juntos, permiten el mecanizado completo en cinco ejes y la capacidad de mecanizar piezas complejas con una sola fijación.

El uso de máquinas-herramienta idénticas permite un alto grado de flexibilidad en la programación. “Si recibimos un pedido que requiere más de una máquina, podríamos ejecutarlo en dos máquinas en lugar de una —dice Scott Pedersen, director de operaciones de fabricación—. En otras ocasiones, cada máquina puede estar ejecutando una pieza diferente. Nunca sabemos qué pedidos van a llegar, por lo que siempre tenemos máquinas y capacidad adicionales disponibles. Así hacemos que esto funcione”.

Todas las piezas que mecaniza Protolabs en las máquinas multitarea son redondas y los materiales de las piezas de trabajo incluyen metales duros y blandos. Un sistema inteligente de cargador de barras simplifica los frecuentes cambios de barra que resultan como producto de los diferentes requisitos de material de varias partes.