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Los equipos de impresoras 3D para uso industrial de HP permiten un diseño, iteración y producción más rápidos

El uso que APCC realiza de la tecnología HP Multi Jet Fusion destaca el impacto de la impresión 3D en el sector de la fabricación.1

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Sector

Impresión 3D industrial

Maquinaria industrial

Desafío

Adoptar una tecnología capaz de responder a la demanda y adaptarse a cambios frecuentes en la producción.

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Resultados

La tecnología HP Multi Jet Fusion permite a APCC iterar diseños de piezas de forma rápida y envasar grandes volúmenes de consumibles de inyección de tinta de HP.

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Material

HP 3D de alta reutilización1 PA 12

Tecnología

Tecnología HP Multi Jet Fusion

Impresora 3D HP Jet Fusion 4200

DESAFÍO

Impresoras 3D para uso industrial: la solución a sus necesidades de producción en constante cambio

El centro de acabado de productos en las Américas (APCC, por sus siglas en inglés) de HP Inc. situado en Richmond (Virginia), envasa consumibles de inyección de tinta de HP y los prepara para su envío a destinos de América del Norte y América del Sur. 

 

APCC, como uno de los cuatro centros que realizan estas operaciones en todo el mundo, recibe grandes volúmenes de cartuchos de inyección de tinta de las fábricas, los envasa para la venta minorista y adapta el envasado en función de la región específica a la que vaya destinado que, en este caso, incluye América del Norte y América del Sur. 

 

El centro no es solo un corredor de línea de maquinaria, sino también un fabricante que planifica y diseña las líneas de producción y produce las piezas en ellas.

El centro de acabado de productos consta de 19 líneas de envasado que se someten a frecuentes cambios y adaptaciones en función de los requisitos de producción. Los ingenieros de APCC planifican y diseñan las líneas de envasado y, con frecuencia, necesitan tanto piezas de soporte como piezas de repuesto y sustitución para los cambios de línea.

 

Con el fin de envasar grandes volúmenes de consumibles de inyección de tinta de HP, APCC buscó una tecnología que pudiera mantenerse al día con respecto a la demanda y adaptarse a los frecuentes cambios en la producción (por ejemplo, distintos tamaños de envasado para diferentes productos). 

 

Asimismo, identificó piezas metálicas como parte de su maquinaria que podría potencialmente sustituir por piezas más ligeras.

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«Queríamos saber si la fabricación aditiva podría desempeñar un papel positivo en nuestras operaciones, mejorar la eficiencia y reducir algunos costes. Como director de operaciones, siempre buscamos nuevas formas que permitan mejorar nuestros costes, así como la velocidad con la que respondemos a las necesidades de nuevas prestaciones y formas de mantener la fábrica en funcionamiento».

Paul McArdle, gestor de proyectos de ingeniería de HP Inc. 

SOLUCIÓN

Pruebas con herramientas impresas en 3D

APCC empezó a utilizar tecnología de impresión 3D de modelado por deposición fundida (FDM, por sus siglas en inglés). Sin embargo, después de una serie de pruebas, observó que necesitaba algo más fiable y que le ofreciera una mayor capacidad de producción de grandes volúmenes de piezas, así como la posibilidad de llevar a cabo las ideas que tenía para la fabricación de herramientas.

 

«En concreto, teníamos un proyecto en mente para la instalación de una nueva cinta transportadora que nos permitiera incluir una flota de nuevos robots en una de nuestras líneas de envasado manual», explicó McArdle. «Compramos una pequeña impresora FDM para ver si la fabricación aditiva nos aportaba algún beneficio en términos de costes». 

 

«No tardamos en descubrir que la técnica FDM resultaba demasiado lenta y poco fiable cuando se trataba de respetar los plazos de este proyecto. En el mejor de los casos, nos iba a llevar varios meses imprimir todas las piezas que necesitábamos».

Una vez se anunció la solución de impresión 3D HP Jet Fusion, McArdle mostró un gran interés en la tecnología: «Llamó mi atención [Impresión 3D de HP] poco después de que HP la presentara. Quería comprobar si existía una necesidad o motivo suficiente para integrar una impresora como esa en nuestras operaciones».

 

A Josh Almeter, becario de ingeniería de APCC en ese momento, se le encomendó la tarea de proponer una serie de tecnologías que respondieran con la máxima eficiencia a las necesidades de producción de la fábrica y, una vez presentó la tecnología HP Multi Jet Fusion, McArdle decidió adquirir la primera solución de impresión 3D HP Jet Fusion 4200 en noviembre de 2017.

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Solución de impresión 3D HP Jet Fusion 4200

RESULTADOS

Transición hacia equipos de impresoras 3D para uso industrial internos

Una vez APCC empezó a utilizar la tecnología HP Multi Jet Fusion para crear sus propias piezas en lugar de seguir adquiriéndolas o confiar en proveedores externos, el uso que el centro hacía de la tecnología evolucionó hacia el diseño y desarrollo de nuevas piezas industriales impresas en 3D. 

 

Con la impresión 3D, APCC incorporó cobots y robots delta, así como nuevas lengüetas de cinta transportadora en dos líneas de fabricación que anteriormente se operaban manualmente.

APCC utiliza ahora la tecnología en la creación de prototipos, producción de piezas finales, piezas de sustitución a medida impresas en 3D, así como producción de plantillas, accesorios y herramientas para sus máquinas clasificadas en cinco categorías: piezas de cinta transportadora, herramientas de fin de brazo, piezas de repuesto, piezas de solución de incidentes, y plantillas y accesorios. 

 

Con la impresión de miles de piezas en 3D, la tecnología HP Multi Jet Fusion se ha convertido en una pieza integral de los procesos de fabricación de APCC.

Más información:

Impacto en la fabricación

Productividad mejorada

Iteraciones y piezas finales más rápidas con una mayor rentabilidad

La libertad de diseño y la reducción de los plazos de entrega que ofrece la tecnología HP Multi Jet Fusion, permite a APCC iterar diseños de piezas de una forma mucho más rápida, ofreciendo una aproximación más rápida a la versión final. Una vez que el diseño es definitivo, APCC puede producir rápidamente el volumen completo de las piezas necesarias. 

 

Por ejemplo, APCC ha producido más de 8000 piezas para inserciones de cintas transportadoras, de las cuales más de 2000 estaban destinadas a la línea de empaquetado de Sprocket Media. El innovador diseño de estas inserciones he permitido reducir el tiempo de cambio de línea de 1,5 y 2 horas a 30 minutos.

 

«Una vez hemos podido aprender y descubrir cómo utilizar la tecnología [HP MJF], esta se ha amortizado prácticamente sola. A estas alturas, ya no concebimos cómo sería nuestro trabajo si no la utilizáramos.

Estamos acostumbrados a tener prototipos y piezas en cuestión de días. Desconozco si existe algún otro departamento o empresa donde un ingeniero pueda diseñar una pieza y ofrecer, al final de la semana y después de varios prototipos, una tirada de producción de piezas completa».

 

«Todos los beneficios se obtienen gracias al aumento de la eficiencia, creatividad y tiempo de respuesta. Si surge una emergencia, podemos crear una pieza de sustitución. Cuando necesitamos algo ahora, lo primero que nos preguntamos es: «¿Podemos imprimirlo con [HP] Multi Jet Fusion?», declara Almeter.

El impacto de la impresión 3D en la fabricación en APCC

Desde que empezó a utilizar la tecnología en sus instalaciones, APCC ha incorporado equipos de impresión 3D para uso industrial en las 19 líneas de empaquetado con 160 piezas únicas fabricadas con tecnología HP Multi Jet Fusion para un total de más de 10 000 piezas impresas en 3D.

 

APCC ha ahorrado más de 300 000 dólares (cantidad que aumenta cada vez más) en costes de piezas desde que empezó a utilizar las soluciones de impresión 3D HP Jet Fusion en sus instalaciones. Un ejemplo de ahorro de costes de APCC es la presentación de un nuevo producto en la línea.

«Esta tecnología nos ha permitido llevar a cabo una gran cantidad de proyectos de investigación, proyectos que jamás hubiéramos considerado dado que el simple hecho de probar algo resulta demasiado caro con los métodos convencionales. Sin embargo, con esta tecnología, se puede probar cualquier cosa sin que ello suponga un desembolso importante», declara McArdle. «Nos permite probar algo y ver si funciona».

 

«Presentamos un nuevo producto, algo que suele ser bastante habitual aquí y, por lo general, tenemos que reajustar una línea», añade Almeter. «En lugar de fabricar nuestras herramientas mediante un proceso de moldeado por inyección, hemos podido hacerlo con la tecnología [HP] MJF. Esto ha supuesto uno de nuestros mayores ahorros en costes. No pagamos por un molde y, además, controlamos su producción».

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Casos de impresión 3D industrial
  1. Las soluciones de impresión 3D HP Jet Fusion que utilizan HP 3D de alta reutilización PA 12, ofrecen una tasa de reutilización de polvo de hasta el 80 %, lo que supone la producción de piezas funcionales en todos los lotes. En el caso de las pruebas, el material se envejece en verdaderas condiciones de impresión y se realiza el seguimiento del polvo durante generaciones (para su reutilización en el peor de los casos). Posteriormente, se fabrican piezas de cada generación y se prueban sus propiedades mecánicas y precisión.