Aplicación destacada de Farason Corporation: Contenedor para envases pequeños

Durante más de treinta años, Farason Corporation ha diseñado y suministrado sistemas de automatización y robótica personalizados a fabricantes, enviando más de 900 máquinas a Norteamérica, Asia, Sudamérica y Europa. El equipo de Farason incorporó las impresoras 3D de Markforged para aumentar las oportunidades de diseño y producción, en línea con el compromiso de Farason de ofrecer soluciones únicas que se adapten específicamente a los retos a los que se enfrentan sus clientes. La empresa Farason Coporation diseñó contenedores impresos en 3D para paquetes pequeños que se utilizan para recoger y transportar productos.

Farason se enfrentó a un reto cuando una importante empresa estadounidense de aperitivos necesitaba una solución a medida para la recogida y el transporte de paquetes pequeños para sus productos de snacks con sabor a queso, tras haber valorado y rechazado todas las soluciones convencionales. La parte fundamental del reto son los propios productos: "la naturaleza de las bolsas, con bordes estáticos y no uniformes, y poca masa", explica Christian Weder, ingeniero de soporte de diseño.   "Es difícil meter todas estas piezas en una caja".

Al equipo de Farason Corporation se le ocurrió una idea insólita, que invierte el proceso de embalaje, y que el equipo llama cariñosamente proyecto "Stein" (literalmente, 'jarra de cerveza'), porque consiste en que un robot levante un contenedor alto y empuje los artículos con un movimiento que parece el de alguien que está escanciando una jarra de cerveza. Pero una vez que tuvieron la idea, explicar una solución tan novedosa supuso la primera dificultad. Como describe el ingeniero Richard Cook, "los diseñadores no conseguían que nadie se lo creyera". Era un planteamiento inusual que llevó a algunos miembros del equipo a tacharlo rápidamente de locura. Me dijeron: "¿Por qué no haces X?", recuerda Cook.

"X es justamente lo que el cliente no quería que hiciéramos, porque ya lo habían probado y sabían que no funcionaba. Le di vueltas a la idea y pensé: 'Sería una gran innovación. Creo que puedo hacer que funcione'". Con el fin de demostrar que se trataba de la mejor idea para presentar al cliente y ganar el contrato, el equipo de I+D debía desarrollar la idea en su totalidad.

Pero antes de abordar los conceptos, tuvieron que hacer frente a una segunda dificultad. La idea propuesta requeriría un conjunto de contenedores adaptados para recoger los productos pequeños. Se trataba de diseños inusuales con requisitos muy específicos. Ningún contenedor existente serviría para probar cómo manejaría el robot el objeto y si se resolvería el problema de los paquetes muy ligeros.

La única forma de saberlo con certeza sería crear prototipos de estos diseños originales en la propia empresa. Según Farason, los contenedores a medida y las soluciones de transporte suelen ser caros, mucho más que el ajustado presupuesto de fabricación de 500 dólares por contenedor que figura en los requisitos del fabricante. La idea podría funcionar en principio pero fracasar al evaluar su coste.

El equipo de Farason Corporation dio rápidamente con la mejor forma de resolver ambas dificultades al mismo tiempo: diseñarían los contenedores para fabricarlos mediante impresión 3D con su impresora X7 de Markforged utilizando el material de impresión 3D industrial Onyx de Markforged. Se utilizaría el mismo material y sistema de fabricación para enviar la solución al cliente.

Según Christian Weder, "el ahorro de peso y de costes, obviamente, es cada vez más importante para nuestro equipo de diseño. Creo que la impresión 3D encaja muy bien con Farason por la forma en que diseñamos. Solemos utilizar muchas piezas mecanizadas muy complicadas, y esas son exactamente las piezas que la impresión 3D sustituye muy bien porque ahorra muchos costes de tiempo de preparación, tiempo de mecanizado, etc.".

Apostar por la fabricación aditiva permitió al equipo obtener una pieza de tubo de PVC asequible para las paredes del contenedor en lugar de una pieza de PC fundida convencional que superaba el presupuesto total por contenedor. Una serie de piezas impresas en 3D sujetan el conjunto del contenedor y alojan todos los elementos críticos para la interconexión con otras máquinas. Esto incluye las posiciones para que los imanes de la base se sitúen y se sujeten al mecanismo de transporte, así como la posición de montaje del componente "asa" al que se agarra el robot para levantar, girar y dispensar los artículos. Un tirante de aluminio insertado a través de estas piezas une los componentes impresos de la columna del contenedor, recorriendo toda la longitud desde la parte superior a la inferior.

Tras probar el concepto, el equipo de Farason Corporation ganó la licitación y produjo más de 80 contenedores para paquetes pequeños. Su enfoque de diseño específico para la fabricación aditiva y la viabilidad de impresión garantiza que puedan facilitar su mantenimiento e incluso seguir optimizándolos una vez instalados.

Ventajas de Markforged

• Produzca piezas resistentes y listas para la producción con Onyx.
• Produzca conceptos totalmente funcionales de forma asequible en la propia empresa durante los procesos de licitación.
• Reduzca la demanda del taller mecánico interno o el presupuesto de servicios externos de fabricación para las licitaciones y la creación de conceptos.