pgarcia@gruposicnova.com, Autor en JCR1000

About pgarcia@gruposicnova.com

Posts by :

Fabricación de carenado para moto de competición

pgarcia@gruposicnova.com 29 noviembre, 2016 Casos de Estudio automoción, caso de estudio, eupla, motor

Grupo Sicnova llegó a un acuerdo de colaboración con la Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia (EUPLA) para fabricar mediante impresión 3D el carenado completo de una moto eléctrica de competición.

Estudio de tecnologías de impresión
Una vez escuchados los requerimientos para las piezas por parte del equipo y analizadas las geometrías y tamaños de las piezas, se optó por fabricar con tecnología FFF y el material Easy Print (E.P.) por sus características mecánicas, baja densidad con respecto a otros materiales de impresión (por lo cual el peso del carenado será menor) facilidad de procesado de las piezas y por su facilidad de impresión.

Validación y adaptación de diseño
Se han analizado todas las piezas por separado durante las fases del diseño, asesorando a los diseñadores en los distintos parámetros a tener en cuenta para la impresión, como el ángulo máximo de construcción sin soporte, en posicionamiento sobre cara plana de la parte de la pieza coincidente con la base de impresión, etc.

Para fabricar el carenado frontal se ha dividido en cuatro partes:
• Quilla
• Carenado lateral izquierdo
• Carenado lateral derecho
• Careta

La tercera parte diferenciada en el carenado es el colín/asiento, dividido en dos partes para su fabricación.
Todas las piezas han sido realizadas con unos parámetros de impresión similares, utilizando como material de soporte el propio material de construcción (E.P.). Los parámetros de impresión utilizados son los siguientes:
• Diámetro de extrusor (nozzle) : 0.6 mm
• Altura de capa: 0.3 mm
• Densidad de relleno: 15%
• Numero de perímetros exteriores (muros): 2 (0.6 mmx2 = 1.2 mm)
• Número de capas de cierre superior: 4 (0.3 mmx4 = 1.2 mm)
• Número de capas de cierre inferior: 4 (0.3 mmx4 = 1.2 mm)
• Soporte en mismo material que material de construcción optimizado de forma independiente para cada pieza.

Fabricación
Para la fabricación de las distintas partes se ha utilizado la impresora JCR 1000 de Grupo Sicnova, siguiendo estos pasos:
• Generación códigos de impresión: A través del software CAM Simplify3D para parametrizar la impresión con los valores anteriormente comentados.
• Fabricacion en impresora 3D de gran formato JCR 1000 : El código de impresión generado se carga en la impresora para lanzar la fabricación en material E. P. de color negro, realizándose las distintas piezas en impresiones independientes.
• Limpieza de soportes: Retirada de las estructuras de soporte, anteriormente creadas y optimizadas con la ayuda del software Simplify3D y la experiencia del técnico responsable de la generación del código de impresión. Tras la retirada sencilla del soporte se lija la unión entre pieza y soporte para eliminar cualquier resto de material perteneciente al soporte.

Unión y post-procesado
Una vez realizada la fabricación y retirada de soporte se procedió a la unión de las partes anteriormente divididas en el diseño. Para facilitar esta unión, a las distintas piezas se le diseñaron una serie de pestañas para tener superficie de solape entre las distintas partes donde poder reforzar la unión.
Se ha utilizado resina para la unión de las partes, así como resina con fibra de vidrio para el refuerzo de las uniones y de algunas partes de las piezas a reforzar, por ser zonas de concentración de esfuerzos, como por ejemplo las cogidas del carenado al chasis, zona de apoyo del peso del piloto.

Una vez reforzadas las uniones y partes con requerimientos especiales pasamos a realizar el acabado de las piezas. Este consiste en un enmasillado y lijado de las superficies que tengan algún defecto superficial, como por ejemplo las superficies de unión soporte-pieza.
El siguiente paso consiste en imprimar las piezas y lijarlas consiguiendo así la perfecta adherencia de la pintura a la pieza y una calidad y apariencia estética de pieza totalmente lisa.
Finalmente se realizó el pintado con pintura bicapa siguiendo las indicaciones de diseño dadas por EUPLA Racing Team y utilizando los colores con el R.A.L. solicitado.

Una vez comprobado la validez de las piezas en el prototipo real se le añadió la cúpula frontal y los vinilos publicitarios de las marcas colaboradoras en la totalidad del proyecto y dorsales.

Valoración de los resultados
• El carenado soportó sin problema las diferentes verificaciones y pruebas que tuvo que superar como parte de los requisitos a superar dentro del campeonato MotoStudent.
• El carenado presentaba la flexibilidad necesaria para el montaje en moto, requisito inicial puesto por el equipo.
• El carenado completo alcanzó un peso inferior a los 10 kg, similar a los carenados convencionalmente utilizado en motos de estas características.
• La moto consiguió superar las primeras fases de clasificación y logró una posición destacada en la parrilla de salida.
• Tras la carrera se analizó el comportamiento del carenado tanto en la fase de montaje como en carrera, observándose que soportó sin problema alguno las condiciones de esfuerzo y resistencia a las que se le sometió en la competición.

Modelo de turbina de avión a escala real

pgarcia@gruposicnova.com 29 noviembre, 2016 Casos de Estudio aeronáutica, caso de estudio, modelo

Este modelo de turbina aeronáutica a escala 1:1 es una creación del Departamento de I+D+i de Grupo Sicnova, que ha realizado el diseño desde cero, a partir de un análisis de la técnica utilizada en turbinas reales utilizadas en el sector aeronáutico.

El proceso ha comprendido varias fases: diseño, fabricación mediante impresión 3D, ensamblaje y post-procesado final.

Una vez realizado y validado el diseño en 3D de la turbina en su conjunto, se dividió en medio centenar de piezas, incluyendo las aspas, con un sistema de anclaje entre piezas con tornillos. Las piezas se han fabricado en su totalidad mediante fabricación aditiva, utilizando para ello unos 100 kg de PLA negro.

Así mismo se diseñó un chasis metálico para soportar el peso de la turbina (aproximadamente 110 kg.) y poder transportarla con facilidad. Una vez ensamblada, la turbina mide 2215 mm de largo y tiene 1200 mm de diámetro.

Por último se aplicaron varios post-procesos de enmasillado, pintado y pulido de la pieza para darle un acabado definitivo.

JCR 1000 - Caso de estudio de aeronáutica- CATEC

Herramienta-soporte sellante para el sector aeronáutico

pgarcia@gruposicnova.com 29 noviembre, 2016 Casos de Estudio aeronáutica, caso de estudio, catec, modelo

CATEC (Centro Avanzado de Técnicas Aeronáuticas) ha diseñado y desarrollado una herramienta de aplicación robotizada de sellante aeronáutico, para el sellado de cantos de piezas de fibra de carbono, y el sellado de cordón y aerodinámico.

Las piezas realizadas en FFF con JCR 1000 corresponden a los soportes de los perfilómetros usados para comprobar la calidad del cordón de sellante depositado, y a las partes principales de la pistola diseñada para la aplicación de sellante.

JCR 1000 – Caso de estudio de aeronáutica- CATEC

Esta pistola tiene como características principales que está diseñada para usar cartuchos desechables, de manera que las partes en contacto con el sellante no necesitan mantenimiento. La función principal de estas piezas es validar el concepto de aplicación y realizar unas pruebas iniciales antes de mecanizar las piezas finales, para conseguir mayor robustez de la herramienta y sobre todo mayor estanqueidad
neumática.

Celosía y soporte para electroimán para prototipo aeroespacial

pgarcia@gruposicnova.com 29 noviembre, 2016 Casos de Estudio aeronáutica, caso de estudio, catec, modelo

El Centro Avanzado de Técnicas Aeroespaciales (CATEC) ha empleado la tecnología FFF de JCR 1000 en diversos proyectos relacionados con el sector aeroespacial. En este caso particular se ha utilizado para fabricar una celosía colocada en los patines de un multirrotor, concretamente en la parte más inferior casi en contacto con el suelo, para colocar electroimanes y un láser altímetro.

El multirrotor con la pieza se ha empleado en los experimentos que realizados en el marco de la “Mohamed Bin Zayed International Robotics Challenge” (MBZIRC), que actualmente es la mayor competición internacional de robótica, dotada con 5 millones de dólares en patrocinios y premios. En MBZIRC se trata de aplicar los últimos resultados científicos y tecnológicos en robótica en tres “Challenges” y una “Grand Challenge” que combina a las tres.

CATEC ha participado integrado en el equipo AL-ROBOTICS, que es uno de los pocos equipos que está recibiendo patrocinio de los organizadores, tras ser seleccionado entre los 46 equipos participantes, que a su vez fueron elegidos de entre 143 solicitudes de todo el mundo.

En el “Challenge 3” un equipo de robots aéreos debe colaborar para buscar, localizar, seguir y agarrar objetos estáticos y en movimiento, todo ello de forma completamente automática. La pieza se emplea para agarre en vuelo de objetos estáticos y móviles.

Decoración de interiores

pgarcia@gruposicnova.com 29 noviembre, 2016 Casos de Estudio caso de estudio, decoración

La tecnología FFF de JCR 1000 es de gran utilidad para la realización de diseños conceptuales y prototipos para estudios de diseño y empresas de sectores como arquitectura, construcción y decoración, como se ejemplifica en este caso.

Panel Piedra es una empresa líder en el sector de los revestimientos para espacios interiores. Con cuatro décadas de experiencia a sus espaldas y con presencia en más de 30 países de Europa, América y Asia, son expertos en la fabricación de productos como paneles de piedra, muros sintéticos, imitación de ladrillo, platos de ducha y distintos tipos de paneles.

Ahora, gracias a JCR 1000 la empresa puede desarrollar de forma rápida y económica nuevos prototipos y diseños conceptuales, en lo que supone un salto cualitativo en materia de diseño y creación, que además permite a la empresa diferenciarse de su competencia.

Impresión 3D de útiles resistentes a ataques químicos

pgarcia@gruposicnova.com 29 noviembre, 2016 Casos de Estudio caso de estudio, útiles

DESCRIPCIÓN
Empresa de recubrimientos industriales con reconocido nombre a nivel nacional, realiza procesos de recubrimientos químicos de piezas industriales,que pasan por una cadena de imprimación y proyección, y posteriormente a un horno de secado. La cadena de imprimación dispone de 200 posiciones de cogida de piezas, todo el proceso es automático disponiendo de un solo operario en el puesto de colocación y retirada de piezas.

PUNTOS DE PARTIDA
• Cada vez que un cliente les contrata el recubrimiento de una pieza, ellos deben diseñar un útil de cogida, el cual depende de la pieza a recubrir tanto en forma como en material y tamaño.
• En la mayoría de los casos, los citados útiles de cogida son fabricados por inyección en una empresa externa y fabricados en materiales con base de elastómeros (cauchos), ya que un material rígido dañaría la pieza a recubrir.
• Los útiles deben soportar 90ºC del túnel de secado de la línea de recubrimientos, durante unos 30 minutos sin deformarse.
• Una vez recubierta la pieza los útiles deben ser limpiados con un decapante basado en cloruro de metileno.

PROBLEMÁTICA DE LA SITUACIÓN INICIAL
• Costes de fabricación de los moldes de inyección de los útiles de cogida.
• Largo tiempo de espera desde el lanzamiento del pedido hasta la recepción de útiles
• En la mayoría de las situaciones la empresa fabricante del útil cobra un fijo por el diseño y fabricación del molde de inyección, que hay que repercutir en el coste unitario de cada pieza.
• Altos costes unitarios del útil, debido al bajo número de unidades pedidas.
• Pérdida de la inversión al realizar el decapado del útil por el ataque químico que realiza el decapante en el material.

FASES DE LA PROPUESTA DE SOLUCIONES
• Utilizar la tecnología de impresión 3D con Sicnova JCR 1000 para la impresión de útiles, consiguiendo:
– Reducción de costes por unidad ya que esta técnica es más competitiva que los sistemas de inyección para pequeñas tiradas.
– Reducción de los tiempos de espera a más de un 50%.
– Eliminación de inversiones en moldes de inyección.
• Realizar modelado e impresión del útil estudiado en este caso en diferentes materiales elásticos y comerciales para impresión 3D.

PROBLEMAS EN LAS SOLUCIONES
Aunque con esta tecnología se han resuelto los problemas de costes, inversiones y tiempos de espera, con los materiales comerciales encontrados en el mercado, no se ha conseguido eliminar el problema del ataque químico de los mismos por el decapante utilizado (cloruro de metileno).

I+D+i DEL CASO
Gracias al equipo de investigación y desarrollo de productos de Smart Materials, que realizó distintas pruebas, análisis químicos de componentes y reformulaciones de filamentos para impresión 3D, se ha conseguido el diseño y desarrollo de 2 materiales imprimibles con JCR 1000, con las siguientes propiedades adicionales a los encontrados en el mercado:
• Materiales elásticos.
• Soportan el ataque químico del decapante en base (cloruro de metileno).
• Soportan 110 ºC sin deformarse.

REPERCUSIÓN EN EL CLIENTE
• Ahorro en más de un 60% en costes de útiles de cogida.
• Ahorro de un 100% en inversiones en moldes de inyección.
• Ahorro en más de un 50% de tiempo de espera en la recepción de los útiles.
• Ahorro en un 50% en número de útiles, al soportar el ataque químico del cloruro de metileno.

Fabricación de acople funcional de una bobinadora de filamento como alternativa al mecanizado de la pieza

pgarcia@gruposicnova.com 29 noviembre, 2016 Casos de Estudio acople funcional, caso de estudio

DESCRIPCIÓN
La empresa Smart Materials 3D sufre una rotura en uno de los acoples metálicos de la bobinadora de filamento plástico para impresión 3D. La rotura es debida a una caída del acople al suelo, realizando una abolladura en la parte cónica de ajuste al carrete de bobinado. Desde este momento la bobinadora no se puede poner en marcha debido a que no se puede realizar el ajuste y apriete de los carretes contra los ejes de bobinado.

PROBLEMATICA DE LA SITUACIÓN INICIAL
• La línea de producción no se puede poner en marcha hasta no disponer de un nuevo ajuste cónico, ya que el filamento no se puede bobinar en los carretes.
• Se solicita presupuesto a una empresa de mecanizado para que realice una pieza similar, informando de un coste de 575 € y 2 semanas de plazo de entrega.
• Aunque se realizase el encargo a la empresa de mecanizado (asumiendo 2 semanas de parada de producción) seguiría existiendo el mismo riesgo de caída y deformación de la pieza, ya que es una pieza que se acopla y desacopla aproximadamente cada 5 minutos en la máquina, con cada cambio de bobina.
• La pieza actual dispone de un único diseño en tamaño por lo que solo es útil para un único tamaño de carrete, hay que disponer de un conjunto de piezas para toda la gama de carretes que admite la línea.

FASES DE LA PROPUESTA DE SOLUCIONES
• Smart Materials se puso en contacto con Grupo Sicnova para hacer un diseño mejorado de la pieza, de forma que fuese universal y adaptable a todos los tamaños de carretes disponibles en la empresa.
• De una fase inicial de diseño se pasó a la fabricación aditiva de la pieza con JCR 1000, debido a la reducción de tiempos en su construcción, en comparación con el mecanizado tradicional.
• Como material base en su fabricación se estudió la incorporación del poliestireno especial que soporta altos impactos y por lo tanto posibles caídas de la pieza en su manipulación.

I+D+i DEL CASO
Gracias a la colaboración con Gupo Sicnova se han seguido las siguientes fases en la resolución del caso:
• Diseño de una pieza mejorada, universal y adaptable a cualquier tipo de carrete usado la línea de producción de Smart Materials, siendo ajustable en diámetro y longitud.
• Utilización de la impresora 3D Sicnova JCR 1000 para la impresión de las dos partes del conjunto de la pieza, con un acabado excepcional y un ajuste perfecto en el roscado, centrado y apriete.
• Utilización de material de impresión desarrollado para que la pieza soporte los impactos y choques sin deformarse ni romperse.

REPERCUSIÓN EN EL CLIENTE
• Ahorro en más de un 96% en costes. 18,3 € frente a los 575 € del mecanizado tradicional.
• Ahorro de un 100% en inversiones, ya que no se necesitan piezas de repuesto para futuras posibles roturas.
• Ahorro en más de un 77 % de tiempo de espera. 8 horas de impresión en la JCR 1000 frente a las 2 semanas de plazo de entrega del mecanizado.
• Ahorro en un 60% en número de útiles, al mejorar el diseño y hacerlo adaptable a todos los modelos de carretes.

Fabricación de molde de termoformado a partir de impresión 3D

pgarcia@gruposicnova.com 29 noviembre, 2016 Casos de Estudio caso de estudio, molde, termoformado

DESCRIPCIÓN

Empresa líder a nivel nacional en la fabricación de envases y blisters, realiza procesos de termoformado para la fabricación de sus productos en diferentes formatos y materiales.

PUNTOS DE PARTIDA
• A petición de los clientes y del mercado la empresa diseña diferentes tipos de bandejas en distintos formatos y tamaños.
• La empresa solicita a diversas matricerías la mecanización de los moldes de los productos ajustados a los diseños iniciales, los cuales se suelen realizar en aluminio.
• Una vez recibido el molde, la empresa realiza un proceso de termoformado con láminas de PET de diferentes espesores para la fabricación final del producto.

PROBLEMATICA DE LA SITUACIÓN INICIAL
• Costes de fabricación de los moldes. Altos costes de inversiones por la diversidad de tamaños y formas.
• Largo tiempo de espera hasta la recepción del molde desde el lanzamiento del pedido.
• Altos costes de inversión en caso de que un cliente desee un prototipo de medidas especiales antes de pasar pedido formal.
• Altos costes de amortización de moldes para tiradas pequeñas.

FASES DE LA PROPUESTA DE SOLUCIONES
• Utilización de la tecnología de impresión 3D con la impresora 3D de gran formato JCR 1000 para la impresión de moldes, consiguiendo:
– Reducción de costes por unidad, ya que esta técnica es más competitiva que los sistemas de mecanizado utilizados para la fabricación de moldes y las materias primas son más baratas.
– Reducción de los tiempos de espera de moldes a más de un 50%.
– Eliminación de inversiones en moldes.
– Posibilidad de realizar prototipos funcionales a muy bajo coste.
• Modelado e impresión de un molde en diferentes materiales comerciales para impresión 3D, con la impresora 3D Sicnova JCR 1000.

I+D+i DEL CASO
El equipo de investigación y desarrollo de producto ha conseguido el diseño y desarrollo de un material mediante FFF en cualquier tipo de impresora con las siguientes propiedades:

• Excelente adherencia a la base.
• Cero contracciones, eliminando el warping.
• Material con rigidez mecánica suficiente para soportar las presiones e impactos del proceso de termoformado.
• Perfectamente estable hasta los 100 ºC.
Nota: es preferible realizar los agujeros de evacuación de aire por post procesos de taladrado posteriores a la impresión en 3D del molde.

REPERCUSIÓN EN EL CLIENTE
• Ahorro de un 100% en inversiones en moldes.
• Posibilidad de ofrecer al cliente muestras funcionales a muy bajo coste (sin repercusión de inversiones).
• Posibilidad de realizar prototipos funcionales de productos final con una reducción de coste de 99%respecto al proceso convencional.
• Posibilidad de realizar preseries o lotes pequeños a muy bajo coste.