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Uno de los grandes avances fue la utilización de un CAD 3D

La experiencia de Talleres Casals con los prototipos funcionales

01/11/2001
De todos es bien conocido que un plazo largo en la salida al mercado incrementa la inversión además de dar una magnífica oportunidad a nuestros competidores. En el desarrollo de producto existen múltiples factores y herramientas que ayudan a reducir el tiempo de desarrollo hasta su lanzamiento al mercado. En este artículo, resumen de la ponencia presentada por el autor en unas jornadas organizadas por Plásticos Universales, se narra la experiencia con los prototipos.
La reducción del tiempo de lanzamiento de un producto al mercado está adquiriendo una importancia creciente. Entre los factores que determinan el éxito en conseguirlo se encuentran:
  • Una planificación y coordinación de actividades en función de los recursos disponibles.
  • Una buena descripción técnica del producto.
  • Un acertado diseño industrial.
  • Un adecuado trabajo de ingeniería donde se incluye: la ingeniería simultánea o concurrente, la experimentación, el cálculo, un preciso dibujo en un buen CAD 3D y listas ó métodos de comprobación de nuestros objetivos.
  • Buenos proveedores de útiles de producción con medios CAM.
  •  … y un poco de suerte !

Talleres Casals S.A. es una empresa centenaria que ha pasado del desarrollo clásico, y en su día innovador, a la utilización de los métodos más modernos para el diseño del producto. Cabe destacar que Talleres Casals fue el primer fabricante de Europa en desarrollar un taladro con carcasa de plástico que poco tiempo después, y tras pagar royalties, fue comercializado en toda Europa por la empresa Bosch.

En estas páginas se hace un pequeño repaso a todos los problemas que han ido surgiendo en Talleres Casals S.A., a lo largo de esta transición hasta llegar a una ingeniería moderna, con el objetivo de que la previsión de estos posibles problemas pueda implicar una reducción en los plazos de diseño. Podremos ver las dificultades que han surgido al pasar a diseñar con CAD 2D, al subcontratar los servicios de una ingeniería externa, al subcontratar el diseño industrial, al utilizar un CAD 3D (ProEngineer), al comprar prototipos, al utilizar proveedores de útiles de producción de todos los rincones del mundo y al efectuar la homologación según la ISO 9000. Todo ello agravado con el hecho de que al ser una empresa mediana en el sector, las series de producción no son del tamaño de las grandes multinacionales, con lo que los recursos económicos son limitados al tamaño de las ventas.

El primer problema que se encontró Talleres Casals después de su crisis, fue modernizar una oficina técnica con gran experiencia pero desestructurada y con medios de desarrollo antiguos. La oficina técnica dibujaba los proyectos a mano, se hacían prototipos de una manera artesanal y se proyectaban y fabricaban algunos moldes en la misma empresa, con lo que el desarrollo y lanzamiento de un producto al mercado podía durar 3 años. Para reducir estos plazos se optó primero por encargar todos los moldes y matrices a talleres externos. En segundo lugar, se contrató una empresa de diseño industrial y, a continuación se compró un CAD 2D de marca desconocida. La primera opción ha tenido resultados muy dispares pero hoy por hoy todavía se encargan los moldes en el exterior. El diseño industrial todavía se contrata a la misma empresa (CDN antes Flores & Ass.) a pesar de lo que hemos sufrido conjuntamente, lo cual

La oficina técnica dibujaba los proyectos a mano, se hacían prototipos de una manera artesanal y se proyectaban y fabricaban algunos moldes en la misma empresa
es un gran éxito. En un principio a los proyectistas les daba miedo el ordenador y no querían usarlo, posteriormente la copiadora de planos se estropeó y no se reparó, porque supuestamente todas las copias deberían salir impresas por el plotter.

Al subcontratar el desarrollo del producto a una ingeniería externa nos encontramos con grandes avances pero también con grandes problemas. Uno de los grandes avances fue la utilización de un CAD 3D con lo que se pudo utilizar técnicas de fabricación de prototipos más modernas. Los problemas surgieron por la dificultad de comunicación generacional y la falta de experiencia en nuestro producto por parte de las ingenierías externas.

La utilización de un CAD 3D permite avances en el desarrollo de producto, tales como la verificación de interferencias, la parametrización de las dimensiones, la realización de prototipos rápidos, etc. Pero su utilización también requiere orden, pulcritud y precisión en el dibujo. Por otro lado no encuentro muy recomendable la utilización de programas de diseño industrial para la creación de las superficies externas ya que si bien es cierto que los resultados en cuanto a estética se refiere pueden ser muy buenos, no lo es tanto en cuanto a la

Los prototipos realizados por estereolitografía con resinas epoxídicas dan una precisión formidable y una resistencia bastante aceptable, pero algo frágil.
precisión y soluciones mecánicas que el diseño nos puede imponer.

En nuestro proceso actual realizamos dos iteraciones de prototipos de estereolitografía. En la primera iteración se corrige el diseño, los errores de dibujo y se experimenta en el laboratorio. En la siguiente iteración se realiza una segunda verificación y se envía el prototipo al moldista para facilitar la construcción del molde. Si bien por el momento no hemos conseguido reducir significativamente los plazos de salida al mercado si que hemos podido cuatriplicar nuestra capacidad de desarrollo. Así podemos decir que lanzamos un producto nuevo al mercado cada trimestre.

En estos últimos años hemos utilizado diferentes tecnologías para realizar prototipos funcionales lo que nos ha permitido adquirir una considerable experiencia. Entre ellas podemos destacar:

Prototipos sinterizados por láser con materia base poliamida. Es bastante válido para hacer pruebas de laboratorio y de trabajo con la herramienta, pero su poca precisión requiere un trabajo excesivo de puesta a punto. Por lo que tengo entendido con un polvo de poliamida más fino los resultados son bastante mejores, pero el precio entonces es bastante mayor.

Prototipos realizados por estereolitografía con resinas epoxídicas. Precisión formidable, la resistencia bastante aceptable pero algo frágil. Sólo es válido para pruebas que requieran poca potencia de trabajo ó algunas pruebas de laboratorio como podría ser la medición de caudal de aire de refrigeración etc. Nosotros hemos llegado a cepillar madera con los refuerzos oportunos. Atención con este método pues existen muchos tipos de resinas y no todos los proveedores te dan la resina más adecuada para tus necesidades, ni te dan la precisión correcta.

Prototipos por impresión de ABS. Esta tecnología ofrece un muy buen precio para piezas pequeñas pero por su concepción el precio para piezas grandes es muy caro (como una carcasa de máquina eléctrica portátil). La precisión es algo menor que la estereolitografía pero bastante aceptable. Este material debido a la porosidad que causa el proceso es algo menos resistente que la estereolitografía pero algo más tenaz. Una

La utilización de un CAD 3D permite avances en el desarrollo de producto, pero su utilización también requiere orden, pulcritud y precisión en el dibujo
buena calibración y puesta a punto de la máquina puede darnos un buen resultado.

Piezas moldeadas en moldes de silicona. Se suele utilizar diferentes tipos de poliuretano con lo que los resultados pueden ser muy diversos y muy buenos pero nunca llegamos a las características de la poliamida con un 30% de fibra de vidrio que es el material utilizado habitualmente en nuestras carcasas. Este método es prácticamente válido para todo tipo de pruebas y trabajos siempre y cuando el tiempo de trabajo y la potencia no sean excesivos.

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