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Roger Baggenstos, ingeniero de Desarrollo de Geberit: “La sinterización selectiva por láser realmente despierta nuestra imaginación”

Geberit optimiza el prototipado de piezas sanitarias con impresión 3D

Redacción Interempresas04/07/2019

Con el fin de minimizar el tiempo de desarrollo de nuevos productos, Geberit International AG fabrica muchos prototipos utilizando la impresión en 3D. Desde 2016, la empresa suiza utiliza un Sintratec S1 para la optimización del diseño y las pruebas de materiales en su laboratorio de prototipos.

El Grupo Geberit, empresa destacada en la fabricación de piezas sanitarias en Europa, cuenta con 29 plantas de producción en más de 50 países. Antes de lanzar un nuevo producto al mercado, el Grupo debe cumplir una serie de requisitos. En la sede central del grupo en Rapperswil-Jona, Suiza, se comprueba la calidad, funcionalidad, diseño y facilidad de montaje de todos los prototipos. Los ingenieros de desarrollo de varios departamentos se benefician del moderno laboratorio de prototipos. Les permite poner en práctica sus ideas en poco tiempo.

Antes de la producción en serie (por ejemplo, el moldeo por inyección), cada componente se somete a varias variantes de diseño. El laboratorio de prototipado de Geberit dispone de un número considerable de dispositivos profesionales con una amplia gama de procesos de impresión en 3D. Cada año se imprimen un total de unas 16.000 piezas por SLS, FDM, SLA, 3DP o MJF.
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Roger Baggenstos, ingeniero de Desarrollo de Geberit en la división Piping Systems: “Apreciamos las rápidas posibilidades de implementación de los componentes de prueba. En la Sintratec S1, que tiene un área de impresión relativamente pequeña, puedo realizar una impresión de prueba con relativamente poco polvo en poco tiempo”.

Soluciones especiales para espacios confinados

Un concepto de producto reciente fue el revestimiento flexible de un ángulo de conexión de válvula para su instalación en espacios confinados. Roger Baggenstos, ingeniero de Desarrollo de Geberit en la división Piping Systems, desarrolla soluciones especiales como ésta: “Los sistemas de suministro están aislados para que se irradie la menor cantidad de calor posible desde la tubería de agua caliente a la tubería de agua fría; de esta manera, el agua caliente permanece caliente y el agua fría fría se mantiene fría. Esto también es necesario para cumplir con los requisitos normativos. Para el ángulo de conexión de la válvula, por ejemplo, utilizamos polipropileno expandido, EPP para abreviar”. El plástico espumado es elástico y resistente mecánicamente al mismo tiempo.
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Detalle del llamado ‘cubo de desarrollo’ de Geberit International AG: para este ángulo de conexión de montaje, el prototipo del revestimiento flexible de Sintratec TPE se imprimió en 3D y se probó en esta situación real de construcción.
Estos requisitos de higiene generalmente afectan el diseño de las líneas de suministro de agua. Hoy en día, estos están diseñados para mantener la distancia de la tubería con agua estancada lo más baja posible. En el pasado, por ejemplo, cada una de las tuberías conducía al lavabo, una al inodoro y otra a la ducha, mientras que hoy en día la línea continúa directamente de una instalación a otra.

Prototipos funcionales disponibles al instante

En cuanto al revestimiento EPP, Geberit utiliza la sinterización selectiva por láser (SLS) para producir prototipos funcionales con propiedades muy similares a las de un componente tan sofisticado. El recubrimiento se imprimió con el material flexible Sintratec TPE en la impresora de sobremesa Sintratec S1 SLS y se probó inmediatamente en una situación real de construcción. Así, Roger Baggenstos y su equipo pudieron comprobar si la idea del producto era realmente montable. Y el resultado exitoso fue que las dos partes del revestimiento se podían mover sin ningún obstáculo alrededor del ángulo de conexión del herraje y fijarse a él mediante el mecanismo de enclavamiento necesario.
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“Con el prototipo impreso en mano podemos evaluar inmediatamente su función junto con nuestro socio de producción”, según Roger Baggenstos.

Hugo Arnold, director del Laboratorio de Prototipos de Geberit, analiza el proyecto: “Los prototipos producidos con otros procesos de impresión en 3D no mostraban la flexibilidad y resistencia mecánica requeridas. La decisión de fabricar los componentes del Sintratec S1, sin embargo, dependía de otros factores”. Curiosamente, los grandes sistemas SLS resultaron ser poco prácticos para el proyecto debido a sus complejos procesos de cambio de materiales: “En la Sintratec S1, que tiene un área de impresión pequeña, puedo realizar inmediatamente una impresión de prueba con relativamente poco polvo”, continúa Hugo Arnold. Por lo tanto, la impresión de piezas individuales pequeñas en sistemas SLS a gran escala no es práctica.

La impresión en 3D ha sustituido en gran medida a los métodos convencionales

Que los sistemas SLS como el Sintratec S1 crean ventajas competitivas también lo confirma Roger Baggenstos, que disponía de poco tiempo de desarrollo para este proyecto: “Apreciamos las rápidas posibilidades de implementación de los componentes de prueba. Con el prototipo impreso en mano, podemos evaluar inmediatamente su función junto con nuestro socio de producción”.
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Prototipo funcional de una cubierta flexible compuesta de dos componentes impreso con material Sintratec TPE.
Con el duradero PA12 de Sintratec, Geberit imprime objetos como carcasas de agua, distribuidores o muestras de ensayo que pueden soportar presiones de agua de hasta 48 bar. Geberit utiliza el material flexible Sintratec TPE para juntas en modelos representativos, piezas de aislamiento acústico (para desacoplar el ruido del agua) o piezas de aislamiento térmico. Para satisfacer la curiosidad de desarrollo de los ingenieros y del personal de laboratorio, también se realizan pruebas con materiales extraños con los comentarios de Hugo Arnold S1 de Sintratec: “Para tales aplicaciones de investigación, evaluamos de diez a veinte parámetros por día”.

Mayor imaginación, menor tiempo de comercialización

Geberit ya había comprado la primera impresora 3D en 2005. Mientras que los tornos y las fresadoras seguían siendo la mayoría en el laboratorio de prototipado de la época, las impresoras 3D dominan hoy en día. La sinterización selectiva por láser es una de las tecnologías más utilizadas. Roger Baggenstos resume: “Gracias a SLS, nos beneficiamos de una generación de ideas más fácil en el desarrollo de productos. La sensación de los objetos impresos en 3D despierta nuestra imaginación y nos permite optimizar rápidamente los diseños y, por lo tanto, reducir significativamente el tiempo de comercialización”.
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A la izquierda el prototipo del ángulo de conexión de la válvula de Sintratec TPE y a la derecha el componente en serie de EPP.