Navegar por el futuro: EOAT, impresión 3D y evolución de los flujos de trabajo de fabricación

Las herramientas de fin de brazo son el punto de contacto en el que los brazos de los robots interactúan con el mundo que les rodea. Situadas en la punta de los brazos robóticos, las EOAT abarcan una gran variedad de herramientas: herramientas de funcionamiento estático para soldadura y taladrado, herramientas de observación como cámaras y sensores, pinzas que funcionan como efectores terminales industriales, y muchas más. Los efectores terminales industriales permiten a los brazos robóticos agarrar, manipular y ejecutar diversas tareas, desde la reubicación hasta complejos procesos de mecanizado y montaje.

Las aplicaciones de las EOAT son tan diversas como las tareas que realizan. Desde el agarre seguro de piezas y la unión de piezas (soldadura) hasta el escaneado/recopilación de información y el uso de la succión para mover piezas, las EOAT garantizan precisión, velocidad y adaptabilidad en el ámbito de la automatización industrial.

La capacidad de impresión 3D de las EOAT aumenta la utilidad de la robótica en aplicaciones industriales. La impresión 3D permite a los fabricantes personalizar y fabricar rápidamente una amplia variedad de herramientas a medida, reduciendo costes y plazos de entrega y mejorando el rendimiento. En particular, la impresión 3D permite fabricar efectores terminales con composites no abrasivos y una elevada relación peso/resistencia. Gracias a esta innovación, los robots pueden transportar cargas más pesadas con efectores terminales más ligeros, lo que permite a los fabricantes aumentar el rendimiento y la flexibilidad.

Eficacia, precisión y adaptabilidad: La fabricación aditiva facilita la creación de efectores terminales duraderos y resistentes al desgaste con refuerzo de fibra continua (CFR). Las EOAT deben ser ligeras y resistentes a la vez, y el CFR reduce el peso y aumenta la resistencia.

Rapid Robotics utiliza el CFR para imprimir herramientas de fin de brazo personalizadas para brazos robóticos. En 12 horas, el equipo de Rapid Robotics puede producir una pinza totalmente nueva que se adapta perfectamente a las piezas que se deben sujetar, es muy fiable y pesa un 30 % menos que una pinza estándar. Gracias a la impresión 3D con CFR para las EOAT, Rapid Robotics ha fabricado robots con pinzas que nunca se han roto sobre el terreno y funcionan en una amplia variedad de casos de uso, como la manipulación de materiales, los dispositivos médicos y la automoción.

Al llevar la teoría a la práctica, la integración de las EOAT con impresoras 3D industriales redujo el coste de fabricación y el plazo de entrega en más de un 90 % para Dixon Valve.

Dixon Valve utilizó impresoras 3D de composite en la fabricación de EOAT para sus brazos robóticos. Sin embargo, surgió un problema cuando las pinzas que sujetaban superficies abrasivas desgastaron rápidamente las piezas impresas de composite. Este es uno de los puntos débiles de las EOAT de composite: la falta de una resistencia al desgaste elevada, que puede provocar el desgaste de las piezas con el paso del tiempo. Sin embargo, con la impresora 3D en metal Metal X, Dixon Valve ha fabricado pinzas con las ventajas de la impresión 3D manteniendo la dureza necesaria de la superficie, algo inalcanzable con la impresión de composite tradicional.

La continua evolución de las tecnologías de impresión 3D, unida a materiales innovadores, augura un futuro en el que las EOAT seguirán superando los límites de la automatización industrial. La posibilidad de imprimir pinzas con metal no solo aumenta las posibilidades de diseño, sino que también facilita la creación de EOAT resistentes al desgaste, un aspecto esencial en los sectores industriales.

Los fabricantes de hoy en día se enfrentan a una presión sin precedentes para suministrar nuevos productos más rápido y reducir costes. Las herramientas duraderas, un factor clave en la fabricación, casi siempre representan un coste significativo. Los últimos avances en la impresión 3D están transformando este panorama, ofreciendo una solución para reducir el coste de las herramientas duraderas al tiempo que se acelera la comercialización de nuevos productos.

La introducción por parte de Markforged de materiales compuestos de fibra continua y la impresión FFF en metal basada en MIM de bajo coste ha hecho que las aplicaciones de la fabricación aditiva no se limiten a la creación de prototipos. Ahora, los fabricantes disponen de una tecnología viable para resolver sus costosos problemas de herramientas. El principal obstáculo es la formación. Markforged trabaja activamente para formar a la comunidad de fabricantes sobre las ventajas que comportan las herramientas funcionales impresas en 3D.

Aplicación en la vida real: Dixon Valve ilustra cómo los sistemas avanzados de fabricación aditiva están a la vanguardia de esta revolución. Dixon Valve utilizó impresoras Markforged para crear mordazas de agarre metálicas y de composite. Estas mordazas debían soportar los rigores físicos y químicos de un entorno de fabricación y, al mismo tiempo, ofrecer una solución rentable para acelerar la fabricación de las herramientas. Las mordazas de composite permitieron a los ingenieros reequipar un brazo robótico en menos de 24 horas, mientras que las de metal pudieron sujetar piezas abrasivas sin desgastarse, lo que demuestra la aplicabilidad en el mundo real de las herramientas impresas en 3D.

Beneficios económicos y aumento de la eficiencia: Los fabricantes que adoptan herramientas impresas en 3D obtienen importantes ventajas económicas, ya que pueden producir entre el 10 y el 50 % de sus herramientas duraderas con este innovador método. El ahorro medio de costes de las piezas impresas en 3D frente a las mecanizadas —un sorprendente 80 %— subraya aún más las ventajas económicas. Igualmente significativa es la reducción en un 90 % del plazo de entrega de estas piezas impresas, lo que se traduce en una mayor eficacia en diversas facetas de la fabricación.

Beneficios secundarios que repercuten en la cuenta de resultados: Además del ahorro de costes directos, los fabricantes pueden obtener varios beneficios secundarios. La eficacia de los cambios de línea, la optimización del ciclo de diseño, la reducción del porcentaje de piezas defectuosas, el aumento del rendimiento y las ventajas ergonómicas para los operarios contribuyen a una extensa lista de ventajas para la empresa.

Al utilizar piezas de fibra de carbono de Markforged, las EOAT también pueden mejorar la relación peso/resistencia, lo que ejerce menos tensión sobre las piezas y prolonga la vida útil de las herramientas. El valor colectivo que aporta la adopción de herramientas impresas en 3D en la planta de producción repercute significativamente en la cuenta de resultados.

En un panorama en constante evolución como el de la automatización industrial, la convergencia de las EOAT y la impresión 3D surge no solo como un avance tecnológico, sino también como una fuerza que transforma los cimientos mismos de la fabricación. Descubra aquí cómo las EOAT y la impresión 3D se dan la mano para redefinir la eficiencia, la precisión y la adaptabilidad en el ámbito de la robótica industrial y la fabricación.