In tal senso, lo stabilimento di Schneider Electric a Puente la Reina, in Navarra (Spagna), è paradigmatico. Con un organico di circa 250 dipendenti, questa divisione di Schneider Electric España SA si è specializzata nella produzione e nell'assemblaggio di dispositivi e apparecchiature elettriche, compresi interruttori, prese di corrente e altri prodotti correlati delle gamme New Unica, Odace e Ovalis. Con una proposta di valore incentrata sul miglioramento dell'efficienza, questo stabilimento è sempre stato all'avanguardia dell'innovazione all'interno del gruppo ed è stato uno dei primi a integrare l'automazione nella propria infrastruttura produttiva. Aderendo pienamente e fin dall'inizio al progetto Smart Factory, il team di Puente la Reina ha fatto ricorso alla fabbricazione additiva di livello industriale per accelerare la transizione verso l'Industria 4.0.
"I benefici intrinseci della fabbricazione additiva per una produzione di piccoli lotti economicamente vantaggiosa ne hanno fatto la soluzione ideale per le nostre esigenze di attrezzaggio. Si trattava di un ambito, per lo più esternalizzato, in cui abbiamo intravisto enormi opportunità di ottimizzare l'efficienza", ha spiegato Manuel Otamendi, Responsabile Industrializzazione e Manutenzione - Global Supply Chain presso lo stabilimento di Schneider Electric a Puente la Reina Dopo aver testato diverse tecnologie di stampa 3D, la decisione è ricaduta sulla tecnologia FDM™ di Stratasys. "Abbiamo constatato che rappresenta il metodo di produzione più affidabile e ripetibile per stampare in 3D un'ampia gamma di attrezzaggi per la linea di produzione".
Di conseguenza, Schneider Electric si è rivolta al partner locale di Stratasys, Pixel Sistemas, per l'acquisto di una Stratasys F170™, una stampante 3D con tecnologia FDM di livello industriale con un eccellente rapporto qualità prezzo. L'ampia gamma di termoplastiche tecniche disponibili è ideale sia per applicazioni di design che di produzione. La stampante 3D è stata avviata immediatamente ed è diventata un punto cardine dello stabilimento produttivo.
Otamendi ha spiegato: "Abbiamo acquistato la F170 per produrre un numero limitato di attrezzaggi, ma una volta avviata, ci siamo resi conto di quanto fosse avanzata e della possibilità di estenderne l'uso a una gamma molto più ampia di applicazioni di attrezzaggi su tutta la linea di produzione. Ora stiamo sviluppando più di un centinaio di nuovi progetti l'anno".
Schneider Electric si affida alla F170 per una serie di applicazioni di produzione, tra cui attrezzaggi per le linee di montaggio, maschere, fissaggi, pinze robotizzate e altri strumenti di fine braccio, che prima venivano esternalizzati e prodotti ricorrendo a costosi processi di stampaggio a iniezione o CNC. L'azienda utilizza i materiali PLA, ABS e ASA di Stratasys per sostituire una vasta gamma di utensili che prima erano in alluminio, come ad esempio le pinze per bracci robotici. Sfruttando la stampante 3D F170, il team ha scoperto un metodo non solo per migliorare le prestazioni dei robot, ma anche per garantire un notevole risparmio sui costi.
"Non è raro che le parti in alluminio dello stampo urtino tra loro e si rompano. Quando questo accade, è molto costoso sostituirle", ha spiegato Otamendi. "Adesso, per ovviare a questo problema, siamo in grado di sostituire le costose pinze in alluminio per bracci robotici con alternative stampate in 3D usando il PLA".
Gli attrezzi stampati in 3D offrono le stesse caratteristiche di prestazione di quelli tradizionali e aiutano a proteggere le più costose parti in alluminio quando gli stampi si urtano. "In caso di rottura dell'attrezzo stampato in 3D, possiamo ottenerne rapidamente uno sostitutivo a basso costo nel giro di poche ore. Per rendere l'idea del risparmio in termini di costi, basterà dire che l'esternalizzazione di una pinza generalmente comportava un costo di 200 euro per unità, ora possiamo stamparne una al bisogno al costo di circa 100 euro", ha detto Otamendi.
Inoltre, la F170 consente di progettare e implementare strumenti personalizzati su richiesta. Il team ha stampato in 3D vari attrezzi personalizzati per la linea di montaggio con inserti cavi per tenere in posizione gli elementi chiave durante la produzione, garantendo un'efficienza e una precisione ottimali.
"Un'altra grande applicazione sono gli attrezzaggi per le presse manuali: adesso riusciamo a progettare e stampare in 3D sia la parte inferiore che quella superiore di ogni attrezzo su misura per ogni specifico prodotto finale aumentandone le prestazioni", ha detto Otamendi.
"Non solo possiamo fabbricare in modo efficiente i nostri strumenti di produzione internamente, ma adesso siamo anche in grado di progettare gli attrezzaggi di cui abbiamo bisogno nella forma, nelle dimensioni e nelle quantità esatte necessarie". Oltre ad aver snellito il flusso di lavoro della linea di produzione, Otamendi ritiene che l'integrazione della tecnologia FDM abbia portato a notevoli risparmi sui costi e a una riduzione dei tempi di commercializzazione in aree strategiche.
"Nell'ultimo anno, utilizzando la fabbricazione additiva FDM di Stratasys, abbiamo ottenuto un risparmio di circa 20.000 euro nella sola produzione di attrezzaggi per linee di montaggio", ha spiegato. "Risparmiare tempo per noi è importante tanto quanto l'attività commerciale. Grazie alla F170 siamo in grado di fabbricare nuovi attrezzi ad alte prestazioni in un solo giorno, mentre prima sarebbe stata necessaria almeno una settimana per esternalizzarli. Questo riduce la nostra dipendenza dai fornitori garantendoci un controllo molto maggiore sulla produzione degli attrezzaggi, con un conseguente incremento della flessibilità complessiva del processo produttivo e un'accelerazione della commercializzazione di molti prodotti".
Schneider Electric relies on the F170 for a
range of production applications, including
assembly-line tools, jigs, fixtures, robot grippers
and other end-of-arm tools – all of which were
previously outsourced to third parties and
produced using expensive injection molding or
CNC processes. The company uses Stratasys
PLA, ABS and ASA materials to replace a wide
array of previously aluminum tools. One such
example is the production of grippers for robotic
arms. Leveraging its F170 3D Printer, the team
discovered a method to not only improve the
performance of the robots, but also secure major
cost savings.
“It’s not uncommon for aluminum parts of the
mold to break when they collide, and when they
do, be very expensive to replace,” explained
Otamendi. “To circumvent this, we are now able
to replace costly aluminum grippers for robotic
arms with 3D printed alternatives using PLA.”
The 3D printed tool offers the same mechanical
performance properties as the traditional tool,
and helps protect more expensive aluminum
parts when the molds collide.
“Should the 3D
printed tool break, we can quickly 3D print a lowcost replacement within hours. To put the costsaving into perspective - outsourcing a machined
gripper used to cost us 200 euros per tool. Now
we can 3D print one on-demand for around 100
euros each,” Otamendi said.
The F170 also lets the team design and
implement customized tooling on-demand.
They
have 3D printed various customized assemblyline tools with cavity inserts to hold key items
in place during production, ensuring optimal
efficiency and precision.
“Another great application are the tools used for
our hand presses – we’re able to design and 3D
print both the bottom and upper part of the tool,
tailored to each specific final product to increase
performance,” said Otamendi.
“Not only are we able to efficiently produce our
manufacturing tools in-house, but we now also
have the capability to design the tools we need in
the exact shape, size and quantity required.”
In addition to the more streamlined production
workflow, Otamendi believes integrating FDM
technology has led to significant cost savings
and reduced time-to-market in key areas.
“In the past year, using Stratasys FDM additive
manufacturing we’ve achieved a saving of about
€20,000 in the production of assembly-line
tooling alone,” he said. “The time-savings are
equally important to us as a business. Using
the F170 we’re able to produce new highperformance tools in just one day, whereas
it would have taken at least one week to
outsource the same tools previously. This
reduces our dependency on suppliers and gives
us much more control over tool production,
which has increased the overall flexibility of our
manufacturing process and accelerated our timeto-market for many products.”
