Ao adotar como estratégia a manufatura aditiva Stratasys FDM ao longo de todo o processo produtivo, a fábrica da Schneider Electric de Puente la Reina, em Navarra, na Espanha, destacou-se ao registrar ganhos significativos de eficiência, principalmente na produção de ferramental operacional. A iniciativa foi reconhecida pela organização, e a equipe responsável pelo projeto foi nomeada vencedora do desafio na Europa. A utilização de uma impressora 3D da Stratasys Ltd. (NASDAQ: SSYS) reduziu o tempo de produção do ferramental, cortou custos e trouxe mais eficiência para a cadeia de suprimentos recém-otimizada.

“No ano passado, usando a manufatura aditiva Stratasys FDM, alcançamos uma economia de cerca de € 20.000 na confecção de ferramentas para a linha de montagem, o que facilmente superou nosso investimento inicial na impressora 3D F170”, afirma Manuel Otamendi, gerente de Industrialização e Manutenção da Cadeia de Suprimentos Global da fábrica, ao acrescentar que a tecnologia permitiu produzir novas ferramentas de produção de alto desempenho em apenas um dia. Antes, afirma, o processo terceirizado levava pelo menos uma semana. “Isso reduz crucialmente nossa dependência de fornecedores e nos dá muito mais controle sobre a produção de ferramentas, flexibilizando o processo de fabricação e acelerando o tempo de colocação no mercado de muitos produtos”.

Otimização da produção de ferramentas em todo o chão de fábrica

Com a impressora Stratasys F170 3D de nível industrial, a Schneider Electric passou a imprimir uma variedade de ferramentas, incluindo as utilizadas na linha de montagem, gabaritos, acessórios e pinças de robôs, entre outras. A produção de todo esse ferramental era terceirizada e utilizava processos caros de moldagem, por injeção ou por CNC. A F170 tornou-se essencial no chão de fábrica em Puente la Reina, e viabilizou a produção de mais de cem novos projetos de ferramentas de produção em apenas um ano.

Um exemplo foi a produção de pinças para braços robóticos na linha de montagem. A F170 permitiu à Schneider Electric encontrar novas aplicações para as garras, o que melhorou o desempenho dos robôs e também garantiu uma grande redução de custos.

“Não é incomum que peças de alumínio do molde se quebrem ao colidirem com as garras, e a sua substituição é muito dispendiosa”, explica Otamendi. O problema foi solucionado com a substituição das garras de alumínio dos braços robóticos por alternativas mais baratas, impressas em 3D. “A ferramenta confere o mesmo desempenho mecânico e ainda garante a proteção de peças de alumínio, mais caras, quando os moldes se chocam. Em caso de quebra da ferramenta, podemos imprimir outra em 3D, rapidamente”

Otamendi conta que terceirizar a usinagem de uma pinça custava 200 euros, enquanto a impressão em 3D, sob demanda, sai pela metade do preço. “Além da economia alcançada, a produção local sob demanda permitiu reduzir a complexidade da cadeia de suprimentos”.

Digitalizar a operação para aumentar a eficiência

A integração de processos de manufatura aditiva Stratasys FDM, que reduziu custos e simplificou o fluxo de trabalho, também impactou a eficiência geral da planta, promovendo um time-to-market menor em áreas chave da Schneider Electric.

“A manufatura aditiva transformou a maneira como trabalhamos e mudou toda a nossa mentalidade em termos de como fazer as coisas no futuro”, diz Otamendi. “Continuamos a utilizar a F170 para otimizar ainda mais a ferramentaria, mas estamos explorando ativamente o aproveitamento de outros materiais FDM de alto desempenho nas impressoras 3D da Série F123 da Stratasys para solucionar aplicações nas etapas finais da linha de produção. O incremento da aplicação da tecnologia desempenhará um papel importante para alcançarmos nossos objetivos de transformação digital”, afirma Otamendi.

“Enquanto trabalhamos na pandemia global, vimos indicações claras de que a manufatura aditiva pode desempenhar um papel fundamental no aprimoramento da cadeia de suprimentos tradicional e das linhas de produção convencionais”, afirma Yann Rageul, diretor de Soluções de Manufatura EMEA da Stratasys. À medida que os líderes empresariais buscam otimizar suas operações, acrescenta, espera-se um aumento na utilização da manufatura aditiva em um nível estratégico, como o que vem sendo feito pela Schneider Electric, para impulsionar, com sucesso, a transformação digital nos negócios.

“A manufatura aditiva dá mais flexibilidade à produção e reduz a dependência dos fornecedores, bem como amplia a capacidade de obter eficiências operacionais significativas no desenvolvimento de produtos. Embora esse possa ser um objetivo comum para a maioria das empresas, o impacto da Covid-19 ampliou ainda mais sua importância”, completa Yann Rageul, da Stratasys.

Sobre a Stratasys

A Stratasys é líder global em manufatura aditiva ou tecnologia de impressão 3D e é fabricante das impressoras 3D FDM® e PolyJet™. As tecnologias da empresa são usadas para criar protótipos, ferramentas de fabricação e peças de produção para indústrias, incluindo aeroespacial, automotiva, saúde, produtos de consumo e educação. Por 30 anos, os produtos da Stratasys têm ajudado os fabricantes a reduzir o tempo de desenvolvimento de produtos, o custo e o tempo de colocação no mercado, bem como reduzir ou eliminar os custos de ferramentas e melhorar a qualidade dos produtos. O ecossistema de soluções e expertise em impressão 3D da Stratasys inclui: impressoras 3D, materiais, software, serviços especializados e produção de peças sob demanda. Pelos sites www.stratasys.com e blog.stratasys.com

A Stratasys é uma marca registrada e o selo Stratasys é uma marca registrada da Stratasys Ltd. e/ou de suas subsidiárias ou afiliadas. Todas as outras marcas comerciais são propriedade de seus respectivos proprietários.

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Caixas de transmissão de navios de grande porte são única, portanto requer moldes feitos especialmente. Se os componentes forem fabricados de maneira aditiva, ou seja, impressos em vez de moldados, as formas individuais não serão necessárias. O peso das peças individuais também pode ser reduzido, pois diferentes modelos são possíveis na impressão e na fundição.  A caixa de engrenagens de aço produzida na impressora 3D deve, pesar no máximo 10 toneladas – se for fundida, atinge um peso de 13 toneladas.

É necessária uma enorme câmara de impressão para fabricar as peças pesadas da caixa de engrenagens. O interior da impressora 3D, que institutos de pesquisa e empresas desejam desenvolver juntos, tem seis metros de comprimento, três metros de largura e um metro e meio de altura. Isso torna a impressora quase do tamanho de um contêiner de carga.

Ao imprimir as peças da carcaça em aço, os pesquisadores da Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) confiam na soldagem a arco assistida por laser. Nesse processo de fabricação aditivo, o fio de aço é fundido e soldado camada por camada. O objetivo da pesquisa é aplicar até cinco quilos de aço por hora.

Para garantir a qualidade dos componentes, os engenheiros do Instituto de Produção Integrada de Hannover (IPH) estão desenvolvendo tecnologia de medição em linha. Isso permite que os erros sejam identificados e corrigidos durante a impressão. Para isso, o processo de impressão é monitorado continuamente; se necessário, os parâmetros de impressão são ajustados automaticamente no processo. Por exemplo, se muito material foi aplicado em uma etapa, menos poderá ser aplicado na próxima etapa ou vice-versa. Como parte do material ainda está quente durante a impressão e parte já esfriou, a deformação do material pode resultar em deformação à medida que esfria. “Este é um obstáculo que queremos superar”, diz Ake Kriwall, que no IPH, juntamente com o engenheiro de projeto Dominik Melcher, é responsável pelo desenvolvimento da tecnologia de medição.

Além do IPH, outras quatro empresas e institutos estão envolvidos no projeto de pesquisa. O projeto é gerenciado pela REINTJES GmbH, fabricante de equipamentos de transmissão marítimos que planeja integrar a impressão 3D na fabricação de produtos de grande porte. A EILHAUER Maschinenbau GmbH assumiu a construção da planta da impressora XXL 3D, a Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) trabalha na soldagem a arco assistida a laser e a TEWISS – Technik und Wissen GmbH é responsável pela construção e controle do cabeçote de impressão.

Foto-crédito: REINTJES GmbH

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