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En la Planta de Producción con Productive Plastics

Productive Plastics utiliza el termoformado para fabricar piezas plásticas mediante seis celdas de producción, cada una equipada con termoformadoras industriales, fresadoras CNC y sistemas de monitoreo. Para optimizar procesos, el ingeniero Dustin Johnson diseña ayudas de fabricación, como guías de perforación y piezas de repuesto.

Antes de adquirir la impresora 3D Fuse 1, fabricaban plantillas en madera o subcontrataban componentes personalizados. "La Fuse 1 fue nuestra primera impresora 3D. Antes de tenerla, fabricábamos plantillas en madera, externalizábamos la producción de dispositivos personalizados con empresas de moldeo por inyección o, en algunos casos, simplemente prescindíamos de una ayuda de fabricación y hacíamos cálculos aproximados", explica Johnson.

La implementación de la Fuse 1 ha reducido costos, mejorado la productividad y evitados retrasos. Además, ha permitido fabricar piezas impresas en 3D para clientes. "Podemos controlar mejor los tiempos internamente. Es mucho más fácil presionar 'imprimir' que solicitar una pieza al cliente o a un proveedor externo. Cuanto más podemos hacer en casa, más rentable es el proceso", señala Kyle Davidson, director de Ventas y Marketing.

Reduciendo costos con Jigs y Fixtures in-house

Productive Plastics utiliza termoformado de calibre grueso con láminas de PVC/acrílico como Kydex. Para minimizar desperdicios y costos, optimizan la alineación de abrazaderas y parámetros de moldeo.

En una pieza para vagones de tren, necesitaban mantener una separación de ¼ de pulgada entre el molde y el marco de sujeción. En lugar de usar una lámina más grande, lo que aumentaría costos y desperdicio, o encargar abrazaderas externas con un retraso de semanas, optaron por imprimir en 3D abrazaderas personalizadas.

"Cuando podemos definir con precisión el tamaño de las láminas, ahorramos dinero para el cliente. La impresión 3D permite ajustar los anchos mediante abrazaderas personalizadas y hacerlo con un nivel de detalle muy específico. Nos tomó un día imprimirlas y poner la producción en marcha." – Kyle Davidson

Piezas de Repuesto para Mantener la Producción en Marcha

Con múltiples clientes y pedidos programados, la producción no se detiene, a menos que falle una máquina de termoformado al vacío. Cuando el impulsor de la bomba de una de las máquinas se rompió, el tiempo de entrega de la pieza de repuesto era de seis a ocho semanas.

El equipo diseñó dos versiones del impulsor en SolidWorks y las imprimió durante la noche en la Fuse 1 con Nylon 12 Powder. La pieza funcionó de inmediato, encajando en la bomba de vacío existente y reactivando la celda de producción.

Gracias a la impresión SLS, lograron un diseño de doble cara con un orificio central sin necesidad de soportes ni postproceso, lo que permitió instalar el impulsor de inmediato.

"Esperar un repuesto habría detenido toda una celda durante semanas. Eso hubiera significado una pérdida de aproximadamente $30,000, así que esta única pieza de reemplazo como solución temporal prácticamente pagó la impresora por sí sola." – Kyle Davidson

Ahorro de Tiempo y Costos con Plantillas 3D

Después del moldeo, muchas piezas requieren procesos secundarios como ensamblaje o acabado. En un caso, los técnicos cubrían manualmente con cinta una superficie de cobre antes de pintarla, usando un corte a ojo que a menudo resultaba en errores, rayones o repeticiones.

Con solo una o dos plantillas impresas en 3D, los operadores pueden hacer los cortes de manera rápida y precisa.

"Incluso si solo ahorra de 10 a 15 segundos por pieza, esto representa un ahorro significativo a lo largo del ciclo de vida del producto", dice Johnson. "Antes tallábamos madera a mano para esto, pero era laborioso y tardado. La pieza impresa en 3D cuesta unos cuantos dólares y se puede usar con una sola mano."

Mejorando la Comunicación con el Cliente para Evitar Errores

Productive Plastics diseña piezas termoformadas con bloques de ensamblaje que deben encajar perfectamente. Antes, los errores en los dibujos 2D causaban bloqueos en la producción.

Ahora, con la Fuse 1, imprimen prototipos físicos para clientes, asegurando un ajuste preciso y evitando desperdicios.

"Necesitamos miles de estos bloques, por lo que, si incluso un diámetro es ligeramente incorrecto, es un desperdicio enorme y no podemos terminar el proyecto. Enviarle al cliente un producto físico nos cuesta solo unos pocos dólares y evita que miles de piezas se fabriquen incorrectamente", dice Johnson.

Mejorando la Eficiencia en Cada Celda

En Productive Plastics, el alto volumen de pedidos y la variedad de piezas hacen que la comunicación fluida entre departamentos sea clave para la eficiencia.

Cada celda utiliza un sistema computarizado para monitorear órdenes, manuales y herramientas de fabricación. Intentaron cambiar a tabletas, pero no había una forma práctica de montarlas, ya que sus fundas industriales no encajaban en soportes comerciales.

Johnson desmontó un soporte de teléfono y diseñó uno más grande, capaz de sujetar la funda de la tableta y montarse en un panel de madera.

"Nos permitió mantener las tabletas móviles si era necesario, pero accesibles en la mejor posición para los operadores. No encontramos nada comercial por menos de $300, pero imprimí estos por $30 en la Fuse 1 y ahora cada celda tiene uno, además de algunos extras”, dice Johnson.

Manteniendo la Producción a Máxima Velocidad

Después del termoformado, los operadores realizan procesos secundarios como fijar bloques, recortar piezas o prepararlas para el cliente. Productive Plastics mantiene una tolerancia de 0.003 pulgadas al fijar los bloques, por lo que se requiere una medición precisa.

Antes, el personal medía a simple vista o usaba bloques de madera pegados y mecanizados, métodos que eran lentos y propensos a errores. Johnson diseñó una plantilla de posicionamiento que indica con precisión dónde fijar los bloques en la pieza termoformada, permitiendo a los operadores colocarlos en segundos.

"Tenemos varios juegos de estas plantillas usándose al mismo tiempo, lo que nos permite mantener la producción a máxima velocidad. Nos han ayudado a mejorar la precisión en la colocación de los bloques y a reducir el tiempo que antes gastábamos en lijar o mecanizar bloques”, dice Davidson.

Alternativas de Uso Final con Nylon 12 Powder

Ante los retrasos en la cadena de suministro del último año, Johnson decidió probar la impresión 3D para fabricar un pequeño componente que normalmente reciben de un proveedor de moldeo por inyección. Esta pieza se usa en equipos de atención médica para cubrir conexiones cuando no están en uso, como puntos de acceso para IVs o sistemas de dispensación de fluidos.

Utilizando Nylon 12 en la Fuse 1, Johnson logró replicar perfectamente la pieza moldeada por inyección. Aunque su uso en entornos médicos requeriría aprobaciones regulatorias específicas, el equipo presentó con éxito la pieza como una alternativa viable en caso de futuras interrupciones en la cadena de suministro.

 

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Optimizar procesos es clave cuando se producen cientos o miles de piezas. Gracias a la Fuse 1 y Nylon 12 Powder, Johnson no solo resuelve problemas, sino que mejora procesos antes de que se conviertan en obstáculos, reduciendo costos y aumentando la satisfacción del cliente.

"Los operadores vienen y me dicen: ‘Se rompió esto’ o ‘¿Podemos hacer esto más fácil?’ y yo simplemente lo envío a imprimir. La cantidad de tiempo que me ha ahorrado es enorme”, comenta Johnson. Esta capacidad ha permitido al equipo anticiparse a cuellos de botella y mejorar la productividad. Aunque la Fuse 1 fue su primera impresora 3D, ha abierto nuevas posibilidades en la fabricación.