Entrevista com especialista:Eckhart’s Additive Manufacturing Application Engineer, Robert Heath, sobre Impressão 3D, Automação e Indústria 4.0

Em uma era de indústria 4.0, maior eficiência e inovação de produtos são as principais prioridades dos fabricantes. A impressão 3D é uma tecnologia que está sendo aproveitada para fornecer ambos.

Uma das maneiras pelas quais a impressão 3D pode ajudar é através da produção de ferramentas ergonômicas e auxiliares de fabricação que podem acelerar o processo de montagem e criar um ambiente de trabalho mais seguro para os operadores no chão de fábrica.

Eckhart é uma empresa com sede nos Estados Unidos especializada em design, engenharia e fabricação de equipamentos de automação de fábricas. Na vanguarda da Indústria 4.0, a empresa adotou a impressão 3D, juntamente com a robótica e outras soluções automatizadas, para fazer exatamente isso.

Na Entrevista com Especialista desta semana, falamos com Robert Heath, Engenheiro de Aplicação AM da Eckhart, para discutir os benefícios das ferramentas impressas em 3D, a necessidade de educação quando se trata de AM, bem como as vantagens de automação.

Você poderia me falar um pouco sobre Eckhart?

Eckhart é um líder da Indústria 4.0, especializado em automação industrial. Criamos, entre outras coisas, elevadores, ferramentas seguras e veículos autônomos guiados.

Muito do que focamos são robôs colaborativos e impressão 3D. Ajudamos as empresas a automatizar tarefas repetitivas e permitir que os operadores façam melhor seu trabalho na linha de montagem.

Temos uma ampla gama de clientes, incluindo empresas automotivas, bem como algumas das indústrias pesadas e agrícolas como John Deere e Caterpillar.

Quais são alguns dos desafios que seus clientes apresentam a você?

Pode ser específico do setor. No entanto, muitos dos desafios têm a questão subjacente de ergonomia ou de melhorar o tempo de ciclo e a qualidade da peça.

O que mais trabalho é desenvolver soluções ergonômicas para ferramentas manuais. É nisso que realmente nos concentramos com a impressão 3D em nossa empresa.

Muitas dessas ferramentas manuais eram feitas de alumínio e, portanto, ainda são pesadas e exatamente no limite ergonômico do que um operador deveria levantar repetidamente ou alcançar.

Temos implementado a impressão 3D nas situações em que podemos reduzir o peso da ferramenta para torná-la mais leve e um pouco mais amigável para o operador. Podemos imprimir a geometria para tornar a ferramenta mais ergonômica, dando aos operadores uma ferramenta melhor do que a que estava anteriormente disponível.

Qual foi o motivo para trazer a impressão 3D para dentro de casa e como tem sido o processo de adoção da tecnologia?

Nós compramos as impressoras em 2017. Antes de comprar as impressoras 3D, terceirizávamos uma quantidade significativa de trabalhos para outras empresas para imprimir peças para nós.

Portanto, foi um movimento de redução de custos, bem como um movimento estratégico de negócios para entrar no espaço AM e começar a promover a manufatura aditiva com nossos clientes mais. Ao usar a impressão 3D internamente, temos um melhor controle de custo e qualidade das peças.

Além disso, como empresa, não produzimos nada que você possa consultar em um catálogo e Comprar. Tudo o que fazemos é totalmente personalizado. Por isso, fez sentido adotar a impressão 3D porque fazemos muitos eventos únicos.

Você poderia explicar as soluções que Eckhart está desenvolvendo quando se trata de automação?

Vejamos o setor automotivo como exemplo, pois trabalhamos muito com empresas automotivas. A taxa de trabalho deles é talvez 60 trabalhos por hora, então os operadores estão recebendo um novo veículo a cada minuto.

Uma das coisas que fizemos com a impressão 3D foi desenvolver uma ferramenta inicial de porcas de roda. Esta ferramenta é usada pelo operador, que a segura em uma mão e coloca todas as porcas de roda nos soquetes da ferramenta. O operador pode então colocá-lo no pneu e todas essas porcas são acionadas de uma vez.

Embora não seja uma solução robótica completa, automatizamos ainda mais o processo porque o operador não precisa mais segurar uma porca por vez e torcer com os dedos para iniciá-la em todas os veículos.

Os operadores estão fazendo isso repetidamente até 60 vezes por hora em um turno de oito horas. Se você multiplicar isso por cinco dias, é muita torção com os dedos. Conseguimos aliviar o estresse no corpo do operador com esta ferramenta impressa em 3D.

Também executamos toda a gama de robôs colaborativos. Por exemplo, tivemos uma aplicação com uma empresa que buscava aumentar o tempo de ciclo ao puxar uma peça de metal injetada para fora do molde.

Uma das dificuldades que eles estavam experimentando era que a peça estava incrivelmente quente porque era moldada por injeção de metal. Portanto, havia fatores de segurança a serem considerados. Fomos capazes de desenvolver uma solução robótica que pode puxar a peça sem que um operador precise manipulá-la.

Além disso, como a peça está quente, ainda é um pouco flexível quando sai do o molde. Portanto, tivemos que usar uma empunhadura especial para apenas apertar a peça com a quantidade certa de força, apenas o suficiente para segurá-la, mas não o suficiente para deformá-la.

Assim, com a robótica e a automação, fomos capazes de discar nessas configurações para os nossos requisitos. E um dos benefícios colaterais dessa instalação de robô em particular foi que a qualidade da peça aumentou dramaticamente porque o molde não estava esfriando tanto quanto com um operador regular ali.

A empresa conseguiu aumentar seu tempo de ciclo, sua qualidade aumentou e agora eles têm um funcionário que pode fazer um trabalho de mais valor agregado em vez de ficar apenas em frente a uma prensa retirando peças de uma máquina o dia todo. Tudo isso graças à automação.

Como você normalmente trabalha com os clientes?

Uma das coisas que buscamos é ter uma oficina onde uma equipe de representantes da Eckhart se reúna com o cliente e visitemos suas instalações.

Gostamos de encontrar os designers dos clientes, bem como os engenheiros de produção, técnicos ou operadores - o pessoal do chão de fábrica que vai usar esta ferramenta ou estas soluções. Em seguida, sentamos e examinamos o que é aditivo.

Algumas das perguntas que precisamos fazer são:quais são os desafios que as operadoras estão enfrentando? O que o cliente quer ganhar?

Trabalhando nessas pequenas equipes, somos capazes de identificar muitas oportunidades com cada cliente. Depois disso, trabalhamos com o cliente para desenvolver uma estratégia para implementar qualquer uma dessas ideias.

Você pode compartilhar algum exemplo de como ajudou um cliente a atingir seus objetivos com a impressão 3D?

Sempre que projetamos uma ferramenta para um cliente e o projeto é aprovado, nós a construímos e testamos internamente com seu produto. Em seguida, mostramos ao cliente como funciona e como a ferramenta interage com o produto.

Voltando àquela ferramenta para iniciantes que produzimos, consideramos que foi um grande sucesso. O cliente ficou incrivelmente empolgado com o quão benéfica essa ferramenta seria para seu uso.

Ao falar com seus clientes sobre manufatura aditiva, você percebeu que eles conhecem bem a tecnologia? Ou você também precisa educar muito?

Temos alguns clientes que são muito bem informados e têm experiência anterior com impressoras 3D, seja em sua função atual ou em uma função anterior.

Então, há muitos outros que precisam de muito mais treinamento. Eu diria que, na maioria das vezes, estou ensinando sobre impressão 3D e quais são seus recursos.

Nesse ponto, quando eu tenho que educar, muitas vezes também há um pouco de resistência e apreensão por parte do cliente, pois eles não têm certeza se vai funcionar. Na manufatura tradicional, tendemos a nos limitar ao que funciona.

Então você diria que, quando se trata de AM, ainda há uma tendência de pensar em termos de manufatura tradicional em oposição às necessidades de manufatura aditiva?

sim. Depois de fazer um cliente trabalhar com o aditivo, a próxima etapa é dizer:"Isso é o que estamos fabricando aqui e aqui está como podemos tornar a peça melhor."

Se tomarmos uma peça que foi projetada com métodos de fabricação tradicionais, quase sempre será mais barato fabricar essa peça com métodos tradicionais.

Mas se pegarmos essa mesma peça e redesenhá-la de modo que seja feita para manufatura aditiva, então seremos capazes de ver qual caminho será mais barato, e acabará sendo melhor no geral para o Processo AM.

Na sua opinião, o que mais precisa ser feito para acelerar a adoção da impressão 3D?

É necessário haver mais educação sobre os materiais e suas propriedades reais. Eu recebo muitas perguntas como:“Você pode me imprimir uma peça de UHMW (polietileno de ultra-alto peso molecular)?”

Minha resposta é sempre:“Não, não posso imprimir UHMW. Mas posso fazer algo semelhante para isso. ”

Então meu maior desafio é provavelmente a falta de conhecimento dos materiais ou o teste de alguns dos materiais.

Temos uma parceria com a Stratasys e trabalhamos com ela com frequência. Eles são muito bons em saber como os materiais funcionam e como são processados ​​por meio das impressoras, enquanto nós somos bons em conhecer a função da peça. Portanto, é uma boa parceria para nós dois.

Como você vê a evolução da manufatura aditiva nos próximos anos?

Vejo uma gama mais ampla de materiais sendo desenvolvidos. Somos muito mais capazes de refinar o processamento real do material por meio das máquinas e estamos melhorando com os materiais que já temos.

A indústria também está olhando para aqueles outros materiais que talvez não sejam tão fáceis ou “amigáveis ​​para AM” como algo como PLA, que é um material bastante comum.

Eu também acho que veremos um aumento nas capacidades e velocidade das máquinas nos próximos anos.

O que vem por aí para Eckhart?

Estamos sempre tentando ultrapassar os limites com o AM. Estamos pensando fora da caixa sobre o que mais podemos fazer com a tecnologia e estamos constantemente tentando usá-la em aplicativos que nunca pensamos que iríamos usar.

Por exemplo, recentemente nós completamente 3D imprimiu uma ferramenta auxiliar de levantamento para pegar uma caixa de alumínio fundido para um de nossos clientes, e isso está começando a brotar mais algumas oportunidades para auxiliares de levantamento.

Portanto, estamos entusiasmados com isso e ansiosos para resolver outros desafios complexos com a manufatura aditiva.

Para saber mais sobre Eckhart, visite: https://www.eckhartusa.com/