Juan Padilla González, responsable de embalajes, ha implementado la impresión 3D para aumentar la eficiencia en la cervecera sevillana.

Heineken – Introducción

La planta sevillana es capaz de producir hasta 500 millones de litros de cerveza al año. Pero Heineken siempre está buscando nuevas formas de mejorar su ya impresionante eficiencia. Es por eso que comenzaron a investigar las posibilidades de la impresión 3D. Después de establecer un laboratorio de impresión 3D, el equipo estableció objetivos para mejorar el proceso de fabricación en términos de producción, tiempo de actividad y seguridad.

Heineken comenzó a buscar métodos para optimizar la maquinaria de fabricación. Rápidamente se dieron cuenta de que la impresión 3D les daba la flexibilidad y la velocidad que necesitaban, sin dejar de ser asequibles y fáciles de implementar.

La seguridad primero

La seguridad de los empleados es la máxima prioridad para Heineken, y primero diseñaron pestillos de seguridad mejorados, que se utilizan durante el mantenimiento de la máquina. Estos se aplican a casi todas las máquinas de la cervecería. Cuando las máquinas se detienen, estos pestillos se bloquean, evitando que alguien inicie accidentalmente una máquina mientras alguien está haciendo mantenimiento.

Los pestillos se imprimen en rojo brillante para garantizar su visibilidad. Esta aplicación no sólo fue útil, sino que la característica de seguridad adicional hizo que los empleados conocieran y apreciaran la impresión 3D.

Solución

Después de validar el concepto en 2014, Volkswagen Autoeuropa tiene ahora siete impresoras Ultimaker 3D en funcionamiento, y el 93 % de las herramientas fabricadas anteriormente por proveedores externos, ahora se crean internamente. En dos años, su ahorro de costos de montaje aumentó, del 70 % al 95 %. Ultimaker permitió a Volkswagen Autoeuropa probar soluciones sin tener que ponerse en contacto con los proveedores, reduciendo el tiempo que tarda en un promedio de ocho semanas.

Piezas funcionales para la fabricación

Tras el éxito inicial de los pestillos de seguridad, se identificaron otras oportunidades de aplicación para la impresión en 3D. Se investigaron ideas y se diseñaron nuevas piezas. La primera de ellas fue imprimir piezas de repuesto que habían resultado difíciles de reemplazar. La externalización de piezas discontinuadas o su importación es costosa y requiere mucho tiempo. El equipo vio inmediatamente que la impresión 3D no sólo ahorraba tiempo y dinero, sino que también era capaz de imprimir piezas de plástico que podrían funcionar como reemplazos estructurales para piezas de metal.

Optimización de diseños de piezas

Lo bueno de la impresión 3D es que es fácil iterar los diseños a la perfección. Un ingeniero puede crear rápidamente diseños alternativos y piezas de prueba in situ, todo ello manteniendo los costos y los tiempos de producción relativamente bajos. Los plásticos son más ligeros que la mayoría de los metales, y son relativamente fuertes cuando se aplican los principios y materiales de diseño adecuados. También es muy fácil rediseñar las piezas para que funcionen aún mejor, sin las limitaciones de la externalización.

En la cervecería sevillana, el equipo de Juan pudo sustituir varias piezas rediseñadas con un diseño optimizado. Por ejemplo, una pieza metálica utilizada con un sensor de calidad en una cinta transportadora a menudo golpeaba botellas, creaba un bloqueo o expulsaba botellas al suelo. Las piezas impresas en 3D rediseñadas evitaron este problema, ahorrando botellas, dinero y tiempo.

Herramientas de calidad y mantenimiento

Las empresas suelen imprimir en 3D herramientas, plantillas y accesorios personalizados. Heineken ha hecho varias herramientas para hacer el mantenimiento de sus máquinas más rápido y fácil. Estas herramientas se imprimen generalmente a partir de Tough PLA, que es fácil de imprimir, con una resistencia y flexibilidad similares a ABS. Una de estas herramientas es la herramienta de tapón, que afloja y aprieta las columnas de las ruedas guía que aplican etiquetas en las botellas. Antes de adoptar la impresión 3D, esta herramienta tenía que ser hecha a medida mediante el mecanizado CNC.

Con la impresión 3D, el costo de producción de la herramienta se redujo en un 70 %, y el tiempo de entrega de tres días a uno. Una herramienta simple como la cortadora de goma toroidal se imprime en menos de una hora, que en promedio tarda más de 10 días en entregarse cuando se subcontrata.

Elegir el material adecuado

La gama de materiales de Ultimaker ha demostrado ser útil para Heineken España. Muchas de las piezas impresas soportarán estrés, altas temperaturas, humedad o numerosos impactos durante un largo período de tiempo. Es por eso que tener los materiales adecuados para las aplicaciones es tan importante.

Heineken Spain hace uso de una variedad de materiales Ultimaker como Tough PLA, Nylon y material semiflexible TPU 95A. Estos materiales tienen excelentes propiedades mecánicas para soportar el desgaste de la línea de fabricación. El PLA resistente se utiliza a menudo para los empujadores y herramientas, mientras que el nylon se utiliza para las piezas que necesitan funcionar con piezas metálicas. La flexibilidad de TPU 95A es ideal para parachoques y piezas protectoras.

Resultados

Después de utilizar las impresoras Ultimaker S5 en Sevilla durante un año, Heineken considera que el proyecto piloto es un éxito. Los resultados han sido una mayor seguridad de los empleados, tiempo de entrega y reducción de costos de todas las piezas impresas.

Mediante la impresión 3D de piezas funcionales de uso final para la línea de fabricación bajo demanda, Heineken fue capaz de optimizar la funcionalidad y la disponibilidad a tiempo. Al ajustar el diseño de las piezas funcionales de la máquina, Heineken ha aumentado la eficiencia de la línea. Las herramientas personalizadas han hecho que los cambios en el mantenimiento y la producción sean fáciles y rápidos para los empleados.

Ultimaker permitió a Heineken:

  • 70-90 % de ahorro de costos por pieza.
  • Aumento del tiempo de actividad en la línea de producción.
  • Flexibilidad y velocidad.
  • Mejora en la seguridad de los empleados.