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Impresión 3D - Fabricación aditiva
Preguntas y respuestas sobre GE Additive y Kaspar Schulz

Fabricación aditiva: ¡Siempre hay algo fermentando!

GE Additive14/11/2019

La edición limitada de Masskrug en 3D diseñada y fabricada por GE Additive Munich para la Oktoberfest del año pasado sigue haciendo sonreír a todo el mundo. Sin embargo, este año queríamos profundizar un poco más y explorar el potencial que la tecnología aditiva podría tener en la industria cervecera y de bebidas. Durante los últimos seis meses, el equipo de CEC Munich de GE Additive ha estado trabajando con Kaspar Schulz GmbH, con sede en Bamberg, el fabricante de equipos cerveceros más antiguo del mundo.

Le pedimos al Dr. Matthew Beaumont, jefe de obra del CEC de GE Additive en Munich, al Dr. Benedikt Roidl, ingeniero jefe avanzado de GE Additive y a Jörg Binkert, jefe de Investigación y Desarrollo de Kaspar Schulz GmbH, que nos dijeran más.
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Proceso para fabricar aditivamente el pomo de puerta para Schulz.

Bamberg es a menudo llamada la capital de la cerveza de Alemania debido a la alta concentración de cervecerías allí. ¿Por qué te acercaste a Kaspar Schulz?

Matthew Beaumont: Buscábamos un socio para este proyecto que tuviera su base en Baviera. Bamberg ofrece obviamente muchas posibilidades con el gran número de cerveceros y otras empresas asociadas a la industria cervecera. Nuestra planta de Concept Laser está en Lichtenfels, y algunos de nuestro equipo tienen conexiones con la escena cervecera de Bamberg, así que pudimos aprovechar un poco de conocimiento local.

Kaspar Schulz como empresa tiene sus orígenes en el siglo XVII y hoy en día, la décima generación de la misma familia sigue al mando.  Aunque tiene más de 300 años, se ha mantenido como líder en su campo, permaneciendo a la vanguardia de la innovación, adaptándose a los nuevos procesos y tecnologías y transmitiendo esa innovación a sus clientes.  

Nos encanta trabajar con los primeros adoptantes en cualquier industria, así que la combinación de una empresa familiar con una herencia probada de aplicación de diseño moderno, ingeniería y fabricación me hizo pensar que serían excelentes para este proyecto.

Jörg Binkert: Estamos muy contentos de que GE Additive se haya puesto en contacto con nosotros. Ya estábamos familiarizados con el modelado 3D y la realización de diseños con CAD, pero la fabricación aditiva era algo nuevo para nosotros. Pero una vez que empezamos a buscar, no nos llevó mucho tiempo encontrar un par de buenas aplicaciones que realmente podrían mejorarse utilizando tecnología aditiva.

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Pomo de puerta fabricado aditivamente.

Han trabajado en dos piezas muy diferentes. ¿Por qué decidió centrarse en ellas en particular?

Matthew Beaumont: Individualmente, las piezas en las que trabajamos son excelentes ejemplos de dos beneficios comprobados de la utilización de la fabricación aditiva en comparación con el mecanizado tradicional.

Para el pomo de la puerta de acceso, Kaspar Schulz fresa actualmente la pieza de un bloque de acero inoxidable. Esto es algo que vemos regularmente en la fabricación de aviones, pero también fue una sorpresa verlo en uso aquí.

Con el uso de aditiva, pudimos demostrar el ahorro en términos de uso de material, tiempo de fabricación e incluir la posibilidad de personalizar la pieza con el logotipo de su empresa, sin ningún coste o esfuerzo adicional.

Sin embargo, el diseño de las palas de las estanterías nos dio la oportunidad de mostrar la libertad de diseño que permite la fabricación aditiva.

En nuestra primera reunión, el Sr. Binkert nos mostró algunos bocetos de ideas que tenía para mejorar el brazo de trasiego actual de la cuba de filtración. Su objetivo era mejorar el efecto de filtración del lecho de grano usado en el recipiente para enjuagarlo más a fondo y así ahorrar tiempo y hacerlo más eficiente.

Nuestro equipo pudo rápidamente crear un diseño para aflojar eficientemente los granos gastados e inyectar agua en toda la cama, durante la rotación. El diseño de una lámina delgada que tiene canales internos para distribuir el agua de manera uniforme sólo se puede lograr mediante la fabricación aditiva.

Jörg Binkert: Ahora tenemos una tecnología nueva y real con una técnica nueva y real. En Kaspar Schulz eso es lo que llamamos innovación: crear algo que antes no era posible.

¿Hubo algún momento de ‘Aha’ en el camino?

Benedikt Roidl: ¡Mucho! Es increíble ver cuántas buenas prácticas ha desarrollado el equipo de Kaspar Schulz en el campo de la elaboración de cerveza, malteado y destilación en los últimos 300 años.

Junto con el Sr. Binkert y su equipo, nuestros especialistas del CEC de Munich evaluaron cómo mejorar el proceso de filtración y se nos ocurrió la idea de aflojar dinámicamente el grano usado utilizando un campo de flujo espiralado inducido.

Como dice Matthew, usamos la tecnología aditiva para incorporar canales incorporados para fluidificar el grano usado, una característica nueva y agradable. También hemos podido apoyarnos en nuestro conocimiento y experiencia desde la industria aeroespacial y otras industrias hasta nuevas aplicaciones e industrias, en este caso la industria cervecera.

Jörg Binkert: La forma en que hemos podido cambiar la forma en que introducimos el agua, durante el proceso de sparging, es única y sin paralelismos. Anticipamos que seremos capaces de reducir el tiempo en un 30% e incluso mejorar el rendimiento.

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Diseños CAD para fabricación aditiva.

¿Qué hay de los obstáculos?

Matthew Beaumont: Como con el desarrollo de cualquier producto nuevo, el tiempo siempre es un reto. Nos fijamos el objetivo de lograr un primer diseño a tiempo para la Oktoberfest de este año, y pudimos hacer análisis de simulación, completar el diseño y realizar pruebas funcionales básicas hasta ahora.

Sin embargo, lo que nos queda por delante es la verificación del uso final en todo el proceso de elaboración de la cerveza. Queremos verificar el beneficio de un análisis químico de un lote real de mosto y, por supuesto, una prueba de sabor por parte del equipo del proyecto.

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Brazo de trasiego actual de la cuba de filtración fabricado aditivamente.

Las industrias aeroespacial y de la salud a menudo son citadas como las principales responsables de la tecnología aditiva, pero ¿cómo podrían los aditivos transformar la industria cervecera y de las bebidas a corto y largo plazo?

Matthew Beaumont: El uso de tecnologías aditivas para la industria cervecera o de bebidas en general puede tener un efecto evolutivo en lugar de un efecto revolucionario. La integración funcional, la reducción del número de juntas y sellos son las ganancias rápidas que el aditivo puede ofrecer sin un cambio masivo en la maquinaria. Más allá de eso, puede haber mejoras incrementales en los pasos individuales en el proceso de elaboración de la cerveza, aprovechando la libertad de diseño que permite el aditivo. La cuchilla de trasiego es un gran primer ejemplo de ese potencial.

Jörg Binkert: ¡Esto es sólo el principio!