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Impresión 3D de Metal: herramienta de mecanizado

El cliente

Fundada en 1973, Guhring UK, la filial del Grupo Guhring con sede en Birmingham, fabrica herramientas de corte de precisión. La empresa comenzó como accionista de herramientas de corte y fresado más estandarizadas. Hoy en día, Guhring UK fabrica herramientas de corte y fresado a medida para algunas de las empresas más grandes del mundo, incluidas BMW, Jaguar Land Rover, Airbus y BAE Systems. 

La experiencia de Guhring en la fabricación de herramientas de corte de carburo y diamante policristalino (PCD) es mundialmente conocida. Su gama de herramientas PCD se fabrica a pedido para satisfacer los requisitos del cliente y se fabrican soldando puntas de corte de diamante de grado industrial de dureza ultraalta en cuerpos de acero para herramientas endurecidos hechos a medida.

«Ciertamente nos gusta pensar que estamos en el buen camino para convertirnos en la fábrica del futuro».

Alan Pearce, supervisor de producción de PCD, Guhring Reino Unido.

El reto

Cada pieza de herramientas especiales que fabrica Guhring UK debe ser diseñada y aprobada primero por el cliente. Dependiendo del tamaño y la complejidad del componente, el diseño, prueba y fabricación interna de herramientas especiales puede tardar hasta ocho semanas, y el trabajo ni siquiera puede comenzar en la herramienta hasta que se apruebe el diseño. Los fabricantes más pequeños con menos volumen no pueden justificar los costos o el tiempo de entrega de herramientas especiales.

«Cuando empezamos a considerar el suministro a clientes de menor volumen, se convirtió en un problema», dice Alan Pearce, supervisor de producción de PCD en Guhring Reino Unido. Esto llevó a la empresa a considerar la fabricación aditiva como una opción para abrir nuevas fuentes de ingresos, reducir los plazos de entrega de los existentes y gestionar los plazos para los clientes más pequeños.

Los ingenieros de Guhring UK han podido crear rápidamente prototipos de herramientas de corte en materiales compuestos antes de imprimirlas en metal.

La solución

El equipo analizó la impresión 3D industrial para hacer que sus productos y servicios fueran accesibles a una variedad más amplia de empresas, especialmente las más pequeñas. «La idea era reducir el costo del prototipo y el tiempo del ciclo iterativo», dice Pearce. Se asociaron con el socio local de Markforged, Mark3D UK, para encontrar la mejor impresora 3D para sus necesidades y se decidieron por un sistema Markforged Metal X, así como por una impresora 3D de fibra continua Markforged para muestras de clientes y mantenimiento de la planta. Luego, la empresa comenzó a utilizar su impresora 3D de fibra de carbono para fabricar prototipos de herramientas especiales de bajo volumen y rápidamente recurrió a la impresión 3D de metal para producir herramientas funcionales. «Ahora podemos fabricar una pieza única y suministrarla a un cliente en menos de un tercio del tiempo y a un coste menor», afirma Pearce.

Las puntas de las herramientas se fijaron al cuerpo impreso en 3D antes de pulirlas hasta darles la forma requerida.

La primera herramienta impresa en 3D que fabricó Guhring UK fue una fresa básica que utilizaba acero para herramientas H13. “En un día, habíamos diseñado e impreso una herramienta en Onyx [nylon mezclado con fibra de carbono cortada], y pudimos ver inmediatamente si íbamos a encontrar algún problema en su fabricación. En cinco días, imprimimos y sinterizamos un cuerpo de cortador de metal completamente funcional. Usar impresoras 3D Markforged simplemente acelera todo”. Después de añadir las puntas de corte, Guhring calificó el molino probándolo inicialmente como escariador de aluminio y descubrió que funcionaba extremadamente bien. Luego, los ingenieros cambiaron la configuración de la geometría de la punta de la herramienta y utilizaron la herramienta impresa en 3D como una fresa para probar sus capacidades, con una carga descentrada. Esto también funcionó exactamente según lo planeado. La herramienta impresa en 3D es un 60 % más ligera que su predecesora tradicional, lo que permite cambios de herramienta más rápidos en los ciclos y una reducción de los tiempos de los ciclos. Este descubrimiento de aplicaciones ha permitido a la empresa producir herramientas más versátiles y ligeras para sus clientes a un precio mucho más bajo.

El futuro

Guhring UK ahora tiene la capacidad de prestar servicios a empresas más pequeñas, haciendo que sus productos y servicios sean más accesibles. Los ingenieros de la empresa incluso comenzaron a experimentar con vías de refrigerante impresas en 3D: uno de los primeros clientes de Markforged en hacerlo. El dinero extra que Guhring UK ha ahorrado al agregar impresoras 3D Markforged no se desperdiciará, y Pearce dijo que cualquier ahorro obtenido se “reinvertirá nuevamente en la empresa para que podamos continuar creciendo y suministrando productos mejores y más grandes a nuestros clientes”. » En cuanto al tiempo extra ahorrado, Pearce dice que se reasignará a la fabricación de piezas de producción. La incorporación de las impresoras 3D Markforged ya ha permitido a los ingenieros liberar sus fresadoras de 5 ejes y tecnología convencional para producir otras piezas generadoras de ingresos, impulsando las ganancias de la empresa.