Nuevas tecnologías aplicadas al proceso de acabado de moldes mediante el pulido automatizado asistido por nuevas estrategias de máquina herramienta

Empresa: 

Tier 1 sector automoción: es uno de los principales fabricantes de interiores de vehículos a nivel global y número uno mundial en la función techo. Ofrece productos de alto valor añadido para vestir el interior del vehículo en cinco áreas principales: techos, puertas, asientos, iluminación y paneles de instrumentos. Su dilatada tradición industrial y dominio de un amplio portfolio de tecnologías la posicionan como un referente clave del sector de automoción. Domina el ciclo completo de los componentes, desde su concepción y diseño, pasando por el desarrollo y validación, hasta llegar a su industrialización y entrega secuenciada.

Tier 1 sector aeronáutico: es una empresa suministradora de primer nivel de estructuras aeronáuticas para los principales OEMs y líder en el diseño y fabricación de aeroestructuras. Con más de 600 millones de facturación y 4.300 empleados, es la principal Tier 1 en España y el 10º del mundo.

Agente tecnológico: Aitiip

Presentación del Caso:

El trabajo se inició analizando de las necesidades específicas de las compañías en su manufactura de piezas plásticas (automoción) y composite (aeronáutica) e identificando las potenciales áreas de mejora en la mecanización de utillajes y piezas. Bajo este prisma y en el entorno de Industria 4.0, se trabajó la conectividad virtual CAM-robot y su aplicación inteligente a acabados de superficies 3D alabeadas así como en el pulido mediante robot de piezas y utillajes de forma libre (ambas empresas). Finalmente, analizando la matemática del proceso de centraje en zona de trabajo del robot de 5 ejes en las instalaciones de AITIIP y alineación, se optimizaron los procesos para geometrías fijadas de piezas/utillajes de las dos compañías. De esta forma, se convierte al robot en un sistema ciber-físico con capacidades de computación, almacenamiento y comunicación.

Gracias a AITIIP y a la Industria 4.0, ahora y en el futuro, ambas compañías pueden contar con procesos de mecanización inteligentes de pieza metálica o composite con mayor precisión y desempeño (calidad superficial, mejora de tiempos, tolerancias, repetitividad, etc.) basados en una digitalización y su captura de datos de procesos. En consecuencia, sus respectivos negocios se ven ampliamente fortalecidos.

Proceso de trabajo:

El nuevo sistema robótico de acabado de piezas bajo el paraguas de Industria 4.0 es aplicable a diferentes configuraciones de máquina y es resultado de:

  • Análisis de herramientas de pulido actuales y combinaciones presentes en el mercado: donde existen multitud de herramientas para cada material o trabajo específico (automoción y aeronáutica). Finalmente, se empleó únicamente una herramienta de pulido con abrasivos intercambiables.
  • Análisis de procesos de pulido (tiempos, costes) y procesos de desbarbado: procesos muy manuales e ineficientes y de ejecución principalmente en PYMEs con lotes de piezas bajos.
  • Investigación sobre materiales a pulir y desbarbar en automoción y aeronáutica.
  • Desarrollo de proceso basado en robótica para la automatización de procesos de acabado de geometrías de forma libre (secuencias de pulido y desbarbado en 3 o más ejes, sistema post-procesador para software CAM, secuencias de movimientos, transmisión de datos y pruebas).
  • Desarrollo de un algoritmo matemático y particularizaciones para las tareas de alineamiento y centraje de pieza en célula robotizada.
  • Desarrollo de un sistema de identificación automático de calidad superficial de pieza para el proceso de acabado, basado en colores. Desarrollo de un sistema de autoposicionamiento y reconocimiento de la posición de las piezas para permitir un auto-ajuste del sistema.

Beneficios obtenidos por la empresa:

Para las empresas (se verán beneficiados por el nuevo proceso robotizado bajo Industria 4.0):

  • Reducción de tiempo de procesamiento (≈20%) de piezas gracias a reducción tiempos en trabajos de ajuste, pulido y desbarbado.
  • Capacitación tecnológica que implica una posición de diferenciación efectiva ante la competencia en sectores metal de automoción y aeronáutica gracias a disponer de los parámetros óptimos que afectan al pulido y desbarbado para cada material (aluminio, aceros y composites).
  • Reducción de piezas defectuosas (≈3%). Mayor repetitividad en la secuenciación de movimientos.
  • Reducción de tiempos improductivos intermedios (≈12%) dado que pieza y utillaje permanecen en posición invariante. Importante ventaja dado el gran tamaño de las piezas de automoción y aeronáutica y en el caso de los utillajes por su elevado peso.
  • Detección prematura de la calidad superficial de la pieza final gracias a un sistema de visión basado en la identificación de colores.
  • Reducción de materia prima (≈3%) y costes medioambientales gracia a la reducción de fallos de mecanización por contar con un subsistema de autoposicionamiento y reconocimiento de la posición de las piezas.
  • Ahorro económico debido a la mejora consecuente en competitividad.
  • Aumento del control del proceso debido a la captura de datos y su procesamiento.

 

 

 

 

 

Cómo una impresora 3D ayudó a un agricultor a no perder su cosecha de trigo

Cuando pensamos en impresoras 3D lo primero que se nos viene a la cabeza son jóvenes experimentando con impresoras domésticas, o quizás las aplicaciones en medicina que últimamente también se han hecho comunes y famosas. ¿Pero cómo podríamos relacionar una impresora 3D y una cosechadora?

El 24 de julio, J.L. Díez, agricultor del municipio de Tortuera (Guadalajara), se dirigía hacia su finca para cosechar el trigo cuando descubrió que varios dedos retráctiles del corte de su cosechadora, junto con las fijaciones, se habían roto. La función de estas piezas es arrastrar las espigas hacia la garganta de la máquina, una vez que las cuchillas las han cortado, por lo que sin ellas no podría cosechar el trigo.

“Llamé al proveedor y me dijeron que no tenían disponibilidad, que tenía que esperar al menos 15 días, pero eso supondría un retraso grave para su campaña de cosecha” aclara J.L.

Conocedores del problema, los técnicos de Aitiip le ofrecieron una solución basada la reproducción de dichas piezas con la tecnología de impresión 3D. El proceso de reconstrucción y fabricación de las piezas apenas duró un día. Los ingenieros de Aitiip diseñaron las piezas digitalmente en dos horas y en otras dos las piezas ya estaban fabricada con una de las impresoras 3D de las que dispone Aitiip.

“La pieza era bastante sencilla, y no requería el uso de materiales especiales. El cliente pensaba utilizarla de forma temporal hasta conseguir el repuesto original y no podía esperar. Dibujarla nos llevó un par de horas e imprimirla menos de dos horas.

La pieza fue construida con diferentes materiales con la finalidad de observar su comportamiento durante su funcionamiento en la cosechadora, así como la durabilidad de las piezas creadas para saber cual es el material que responde mejor a los requisitos del cliente. Los materiales fueron TPU, TPE, PP, ABS y PLA.” explica Guillermo Vicente, responsable de Prototipado Rápido e Impresión 3D de Aitiip Centro Tecnológico.

impresora 3D ayuda cosechadora

J.L. Díez tuvo disponibles las nuevas piezas que necesitaba en el mismo día y pudo instalarla en su cosechadora y continuar la cosecha sin haber sufrido casi ningún retraso.

“Esta es una de las ventajas de la fabricación aditiva, que te permite disponer del producto que necesitas de forma casi inmediata, reduciendo no solamente los tiempos de espera, sino la necesidad de transportar piezas desde lugares lejanos.”concluye Guillermo Vicente. Además en este caso concreto la incorporación de piezas de plástico en una cosechadora, sustituyendo piezas metálicas, elimina el riesgo de generar chispas por posibles colisiones.

impresora 3D ayuda cosechadora

La misma tecnología se utiliza en los sectores más exigentes como, por ejemplo, el aeronáutico. No en vano, la propia Airbus ha fabricado más de 1.000 piezas para su modelo A350 haciendo uso de esta tecnología. Aitiip Centro Tecnológico dispone de varias impresoras 3D para distintos tipos de productos, destacando la Fortus 900MC para conseguir piezas de altísimos requerimientos técnicos, o la Objet 1000 plus, más orientada a productos con acabados estéticos exigentes.

Autor: AITIIP

La primera motocicleta eléctrica Fabricada en impresión 3D

Empresa:  Equipo EUPT Bikes de la Escuela Universitaria Politécnica de Teruel. La UPT cuenta con diversas actividades de trabajo para sus alumnos entre ellas esta este grupo con el objetivo de desarrollar una motocileta eléctrica y fabricada con impresión 3D.

Agente tecnológico: AITIIP

Presentación del Caso:

Aitiip Centro Tecnológico colabora con el equipo EUPT BIKES, participante en la competición MotoStudent IV Electric, en la impresión 3D del prototipo de la primera motocicleta eléctrica que este equipo presentará y conducirá en la competición internacional.

El equipo de estudiantes, de la Escuela Universitaria Politécnica de Teruel, ha diseñado una motocicleta eléctrica que fabricarán y conducirán en la competición MotoStudent 2015-2016. Esta motocicleta tiene un diseño completamente novedoso, y para asegurarse que el prototipo que estaban diseñando tenía las dimensiones y cotas exactas decidieron, antes de fabricar la motocicleta definitiva, realizar una maqueta a escala 1:1. De esta forma se evitan perder tiempo en modificaciones y ajustes.

“Hicimos un estudio del mercado de las impresoras 3D capaces de imprimir piezas tan grandes y fue la Fortus 900MC la que destacó enseguida sobre todas. Al buscar una empresa que la tuviera, enseguida apareció Aitiip Centro Tecnológico” comenta Carlos Valenzuela, integrante del equipo EUPT BIKES.

“Estamos muy contentos con la asistencia técnica que hemos recibido desde el Centro Tecnológico AITIIP por parte de Guillermo Vicente (responsable de impresión 3D), y la calidad de los prototipos son excelentes” confirma Carlos.

En efecto, la impresora 3D Fortus 900mc de Stratasys permite fabricar piezas de tamaños realmente grandes. Es, de hecho, la impresora 3D industrial más grande que existe. El basculante de la motocicleta, con unas dimensiones de 680 x 290 x 205 mm ha podido ser fabricado sin ningún problema, de una sola vez, en 48 horas. De hecho la impresora tiene capacidad para imprimir piezas de hasta 914 x 610 x 914 mm.

Beneficios obtenidos por la empresa:

Este año 2016, por primera vez, se ha abierto la categoría de motocicleta eléctrica, que es en la categoría en la que está compitiendo el equipo. Las motocicletas eléctricas suponen un reto tecnológico adicional, ya que hay que desarrollar complementos especiales, como por ejemplo el controlador del motor o el sistema de gestión de baterías. MotoStudent es una competición internacional de universidades, organizada por la Fundación Moto Engineering y TechnoPark MotorLand, que este año cumple su IV edición. El objetivo de la misma es diseñar, fabricar y evaluar prototipos de motos de carreras, que finalmente competirán en el circuito de MotorLand (Aragón). Hay dos categorías: gasolina a 250 cc y eléctricas, siendo esta última novedad de este año.

 

 

MEGAROB – Plataforma robotizada para tareas de fabricación de alta precisión de piezas de gran tamaño

Empresa: Acciona Construcción, S.A.: constructora europea líder en la construcción y gestión de edificios e infraestructuras civiles bajo principios de sostenibilidad. Cuenta con presencia internacional en más de 30 países y su facturación total en 2014 fue de 1.087 millones de euros, empleando a 30.000 empleados.

Agente tecnológico: Aitiip

Presentación del Caso:

MEGAROB: Un novedoso sistema de fabricación basado en robótica industrial de última generación al servicio de la industria.

La precisión y grandes dimensiones sobre las que trabaja lo convierten en el único en el mundo.

Este robot está ensamblado en una grúa a través de la cual se desplaza, abarcando un gran espacio de trabajo de 20x6x5 metros. Las operaciones están controladas por un programa, que usa un algoritmo de posicionamiento programado en el entorno del proyecto, y que procesa las lecturas de un dispositivo laser a razón de 1000 lecturas por segundo.

Las operaciones de fabricación que puede realizar este sistema son diversas, como taladrado, fresado, recanteado, lijado o pulido entre otros. Estas operaciones se realizarán sobre piezas de gran tamaño, de hasta 20 metros, otra de las características específicas de esta plataforma.

Para ello, se siguió un plan de trabajo que consistió, en términos generales, en una conceptualización del sistema completo (estructura-robot-sistemas de visión artificial), desarrollo de hardware y software de alto nivel favoreciendo el intercambio de información entre ellos (BigData y Data Exchange), obtención de un sistema completo al servicio de las empresas.

Proceso de trabajo:

El plan de trabajo para la obtención de un demostrador real del sistema MEGAROB en AITIIP, con dimensiones finales de 20x6x5 metros y bajo un entorno Industria 4.0 duró 3 años. Los principales hitos del sistema fueron:

  1. Definición de subsistemas (conectividad): necesidades, robot, sistema de visión y láser tracker, sistema de control de alto nivel, indicadores ambientales.
  2. Optimización de la estructura y diseño global del sistema.
  3. Desarrollo de hardware (sistemas ciberfísicos): análisis de cabezales de grúa, desarrollo de seguimiento 3D.
  4. Diseño de software y sistema de control: investigación en algoritmos y desarrollo de software, alineamiento, CAM interface, HMI, arquitectura de control (alto y bajo nivel).
  5. Desarrollo de demostrador a escala: desarrollo de estructura, instalación electrónica y control de motor, ensamblaje de robot y sistema de seguimiento, integración de sistema completo.
  6. Validación: demonstración con casos reales de pieza grande en la industria (viga de material compuesto de ACCIONA) y análisis de ciclo de vida de piezas testeadas.

Es importante reseñar la complejidad que implicaba lograr la precisión buscada en pieza y que es capaz de alcanzar el sistema MEGAROB (el cual posee 9 grados de libertad): ±0.4mm en piezas de 20 metros de largo.

Beneficios obtenidos por la empresa:

Para ACCIONA (beneficio del nuevo proceso robotizado bajo Industria 4.0):

·         Posición diferenciadora ante la competencia gracias a disponer de una tecnología inteligente, flexible y autónoma de mecanización capaz de ejecutar tareas (desbarbado, fresado, taladrado, pulido, etc.) logrando gran precisión (±0.4mm) en piezas de más 10 metros y materializadas en aluminio, acero, material compuesto, etc.

·         Reducción de tiempo de procesamiento (≈20%) y reparación de piezas gracias a reducción tiempos en trabajos de ajuste y tareas de mecanización.

·         Reducción de inversión en maquinaria: la multifuncionalidad e interconectividad del sistema permite eliminar la inversión en máquinas que ejecutan secuencialmente la producción.

·         Reducción de tiempos improductivos intermedios (≈12%) dado que pieza y utillaje permanecen en posición invariante. Importante ventaja dado el gran tamaño y peso tanto de las piezas como de los utillajes.

·         Consecución de una alta calidad superficial en pieza final gracias a un sistema de visión basado en la identificación de colores. Mejora de la satisfacción de cliente.

·         Reducción de materia prima y costes medioambientales gracias a reducir fallos de mecanización por contar con un subsistema de auto-posicionamiento y reconocimiento de la posición de las piezas.

MEGAROB puede mecanizar piezas para sectores tales como aeronáutica, ferrocarril, marítimo o energías renovables.

Enlace a la web del proyecto: http://www.megarob.eu/

Vídeo 1: https://www.youtube.com/watch?v=Z8Lm8E-o7Rk

Video 2: https://www.youtube.com/watch?v=7JXlKgGGNmU

Video 3: https://www.youtube.com/watch?v=QDTMtIMw_2Y