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Entrevista con el experto:Robert Heath, ingeniero de aplicaciones de fabricación aditiva de Eckhart, sobre impresión 3D, automatización e industria 4.0

En una era de Industria 4.0, una mayor eficiencia e innovación de productos son prioridades clave para los fabricantes. La impresión 3D es una tecnología que se está aprovechando para proporcionar ambas.

Una forma en que la impresión 3D puede ayudar es mediante la producción de herramientas ergonómicas y ayudas de fabricación que pueden acelerar el proceso de ensamblaje y crear un entorno de trabajo más seguro para los operadores en el piso de producción.

Eckhart es una empresa con sede en EE. UU. que se especializa en el diseño, la ingeniería y la fabricación de equipos de automatización industrial. A la vanguardia de la Industria 4.0, la compañía ha adoptado la impresión 3D, junto con la robótica y otras soluciones automatizadas, para hacer precisamente eso.

En la entrevista de expertos de esta semana, hablamos con Robert Heath, ingeniero de aplicaciones de AM de Eckhart, para analizar los beneficios de las herramientas impresas en 3D, la necesidad de educación cuando se trata de AM, así como las ventajas. de automatización.

¿Podrías contarme un poco sobre Eckhart?

Eckhart es un líder de la Industria 4.0 especializado en automatización industrial. Creamos, entre otras cosas, ayudas de elevación, herramientas seguras y vehículos guiados autónomos.

Gran parte de lo que nos enfocamos son los robots colaborativos y la impresión 3D. Ayudamos a las empresas a automatizar las tareas repetitivas y permitimos a los operadores hacer mejor su trabajo en la línea de montaje.

Tenemos una amplia gama de clientes, incluidas las empresas de automoción, así como algunas de las empresas de industria pesada y agrícola. como John Deere y Caterpillar.

¿Cuáles son algunos de los desafíos a los que se enfrentan sus clientes?

Puede ser específico de la industria. Sin embargo, muchos de los desafíos tienen el problema subyacente de la ergonomía o la búsqueda de mejorar el tiempo de ciclo y la calidad de la pieza.

En lo que trabajo más es en desarrollar soluciones ergonómicas para herramientas manuales. Eso es realmente en lo que nos enfocamos con la impresión 3D en nuestra empresa.

Muchas de estas herramientas manuales están hechas de aluminio, por lo que todavía son pesadas y están en el límite ergonómico de lo que un operador debería levantar repetidamente o alcanzar.

Hemos estado implementando la impresión 3D en aquellas situaciones en las que podemos quitarle más peso a la herramienta para hacerla más liviana y un poco más amigable para el operador. Podemos imprimir la geometría para hacer que la herramienta sea más ergonómica, dando así a los operadores una herramienta mejor que la que estaba disponible anteriormente.

¿Cuál fue el motivo para llevar la impresión 3D internamente y cómo ha sido el proceso de adopción de la tecnología?

Compramos las impresoras en 2017. Antes de comprar las impresoras 3D, subcontratábamos una cantidad significativa de trabajos a otras empresas para que imprimieran piezas en 3D para nosotros.

Así que fue un movimiento de reducción de costos así como un movimiento comercial estratégico para ingresar al espacio de AM y comenzar a promover más la fabricación aditiva con nuestros clientes. Al utilizar la impresión 3D internamente, tenemos un mejor control de costo y calidad de las piezas.

Además, como empresa, no producimos nada que pueda buscar en un catálogo y comprar. Todo lo que hacemos es completamente personalizado. Por lo tanto, tenía sentido adoptar la impresión 3D porque hacemos muchos trabajos únicos.

¿Podría darnos más detalles sobre las soluciones que Eckhart está desarrollando en lo que respecta a la automatización?

Tomemos como ejemplo la automoción, ya que trabajamos mucho con empresas de automoción. Su tasa de trabajo es quizás de 60 trabajos por hora, por lo que los operadores obtienen un vehículo nuevo cada minuto.

Una de las cosas que hemos hecho con la impresión 3D es desarrollar una herramienta de arranque de tuercas. Esta herramienta es utilizada por el operador, quien la sostiene con una mano y coloca todas las tuercas en los enchufes de esta herramienta. Luego, el operador puede ponerlo en el neumático y todas esas tuercas se arrancan a la vez.

Si bien no es una solución robótica completa, automatizamos aún más el proceso porque el operador ya no tiene que sostener una tuerca a la vez y girarlas con los dedos para iniciarlas en todas. los vehículos.

Los operadores están haciendo esto repetidamente hasta 60 veces por hora durante un turno de ocho horas. Si multiplica eso por cinco días, es mucho girar con los dedos. Pudimos aliviar el estrés en el cuerpo del operador con esta herramienta impresa en 3D.

También ejecutamos toda la gama de robots colaborativos. Por ejemplo, tuvimos una solicitud con una empresa en la que buscaba aumentar el tiempo de ciclo al sacar una pieza inyectada de metal del molde.

Una de las dificultades que estaban experimentando era que la pieza estaba increíblemente caliente porque estaba moldeada por inyección de metal. Entonces, había factores de seguridad a considerar. Pudimos desarrollar una solución robótica que puede sacar la pieza sin que un operador necesite manipularla.

Además, dado que la pieza está caliente, todavía es un poco flexible cuando sale de el molde. Así que tuvimos que usar un agarre especial para apretar solo la pieza con la cantidad correcta de fuerza lo suficiente para sostenerla pero no lo suficiente para deformarla.

Entonces, con la robótica y la automatización, pudimos marcar en esos entornos a nuestros requisitos. Y uno de los beneficios secundarios de la instalación de ese robot en particular fue que la calidad de la pieza aumentó drásticamente porque el molde no se enfriaba tanto como con un operador habitual allí.

La empresa ha podido aumentar su tiempo de ciclo, su calidad ha mejorado y ahora tienen un empleado que puede hacer más trabajo de valor agregado en lugar de simplemente pararse en una prensa sacando piezas de una máquina todo el día. Todo eso es gracias a la automatización.

¿Cómo trabaja normalmente con los clientes?

Una de las cosas que impulsamos es tener un taller donde un equipo de representantes de Eckhart se reúna con el cliente y visitamos sus instalaciones.

Nos gusta conocer a los diseñadores de un cliente, así como a los ingenieros de fabricación, técnicos u operadores, la gente de la planta que va a utilizar esta herramienta o estas soluciones. Luego nos sentamos y repasamos qué es el aditivo.

Algunas de las preguntas que debemos hacernos son ¿cuáles son los desafíos que enfrentan los operadores? ¿Qué busca ganar el cliente?

Al trabajar en estos pequeños equipos, podemos identificar muchas oportunidades con cada cliente. Después de eso, trabajamos con el cliente para desarrollar una estrategia para implementar cualquier cantidad de esas ideas.

¿Puede compartir algún ejemplo de cómo ayudó a un cliente a lograr sus objetivos con la impresión 3D?

Siempre que diseñamos una herramienta para un cliente y obtenemos la aprobación del diseño, la construimos y probamos internamente con su producto. Luego le mostramos al cliente cómo funciona y cómo la herramienta interactúa con su producto.

Volviendo a esa herramienta de arranque de tuercas que producimos, consideramos que es un gran éxito. El cliente estaba increíblemente emocionado de lo beneficioso que sería esta herramienta para su uso.

Al hablar con sus clientes sobre la fabricación aditiva, ¿ha descubierto que están muy bien informados sobre la tecnología? ¿O también tienes que educar mucho?

Tenemos algunos clientes que están muy bien informados y tienen experiencia previa con impresoras 3D, ya sea en su puesto actual o en un puesto anterior.

Luego hay muchos otros que necesitan mucha más educación. Diría que la mayoría de las veces estoy educando un poco sobre la impresión 3D y cuáles son sus capacidades.

Hasta ese punto, cuando tengo que educar, a menudo también hay un poco de resistencia y temor por parte del cliente, ya que no están seguros de si funcionará. En la fabricación tradicional, tendemos a ceñirnos a lo que funciona.

Entonces, ¿diría que cuando se trata de AM, todavía existe una tendencia a pensar en términos de fabricación tradicional en contraposición a las necesidades de fabricación aditiva?

Si. Una vez que consigo que un cliente trabaje con aditivos, el siguiente paso es decir:"Esto es lo que estamos fabricando aquí y así es como podemos mejorar la pieza".

Si tomamos una pieza que fue diseñada con métodos de fabricación tradicionales, casi siempre será más económico fabricar esa pieza con métodos tradicionales.

Pero si tomamos esa misma parte y la rediseñamos para que esté hecha para la fabricación aditiva, entonces podemos ver de qué manera será más barata y termina siendo mejor en general para el Proceso AM.

En su opinión, ¿qué más se necesita hacer para acelerar la adopción de la impresión 3D?

Debe haber más educación sobre los materiales y sus propiedades reales. Recibo muchas preguntas como, "¿Me pueden imprimir una pieza de UHMW (polietileno de peso molecular ultra alto)?"

Mi respuesta es siempre, "No, no puedo imprimir UHMW. Pero puedo hacer algo similar para eso ".

Entonces, mi mayor desafío es probablemente la falta de conocimiento de los materiales o la prueba de algunos de los materiales.

Tenemos una asociación con Stratasys y trabajamos con ellos con frecuencia. Son muy buenos para saber cómo funcionan los materiales y cómo se procesan a través de las impresoras, mientras que nosotros somos buenos para conocer la función de la pieza. Así que es una buena asociación para los dos.

¿Cómo cree que evolucionará la fabricación aditiva en los próximos años?

Veo que se está desarrollando una gama más amplia de materiales. Somos mucho más capaces de refinar el procesamiento real del material a través de las máquinas y estamos mejorando con los materiales que ya tenemos.

La industria también está considerando esos otros materiales que quizás no sean tan fáciles o "amigables con AM" como algo como PLA, que es un material bastante común.

Yo también Creo que veremos un aumento en las capacidades y la velocidad de las máquinas en los próximos años.

¿Qué sigue en el horizonte para Eckhart?

Siempre intentamos traspasar los límites con AM. Estamos pensando fuera de la caja sobre qué más podemos hacer con la tecnología y estamos constantemente tratando de usarla en aplicaciones que nunca pensamos que usaríamos.

Por ejemplo, recientemente Imprimió en 3D una herramienta de asistencia de elevación para recoger una carcasa de aluminio fundido para uno de nuestros clientes, y esto está comenzando a generar un par de oportunidades más para las ayudas de elevación.

Así que estamos entusiasmados con eso y esperamos resolver otros desafíos complejos con la fabricación aditiva.

Para obtener más información sobre Eckhart, visite: https://www.eckhartusa.com/


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