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pinzas aligeradas por manufactura aditiva

Una solución de diseño sostenible

En el vasto panorama de la robótica industrial, la pinza robótica es un componente que a menudo se pasa por alto y desempeña un papel fundamental en la eficiencia y sostenibilidad de estas maravillas mecánicas. Tradicionalmente fabricadas con metales pesados, estas pinzas han sido durante mucho tiempo el emblema de la sobre ingeniería, consumiendo excesiva energía y recursos en su funcionamiento. Sin embargo, se está produciendo un cambio transformador, impulsado por la llegada de las técnicas de aligeramiento por manufactura aditiva, que dará paso a una nueva era de soluciones robóticas sostenibles.

Pensemos en la magnitud de la penetración en el mercado de la robótica en todo el mundo, con más de 3.5 millones de unidades en funcionamiento y más de 500,000 nuevos robots que entran al sector cada año. Cada una de estas máquinas requiere pinzas adaptadas a sus tareas específicas, lo que supone una gran oportunidad para mitigar el impacto medioambiental. Si adoptamos el aligeramiento por manufactura aditiva, podemos revolucionar el diseño de las pinzas y reducir tanto el consumo de energía como las emisiones de dióxido de carbono. Al eliminar el peso innecesario de las pinzas de los robots, conseguimos que estas máquinas tengan mejor eficiencia operativa. Esto no sólo supone un ahorro energético inmediato, sino que también fomenta la cultura de la innovación, permitiendo que las pinzas adopten los últimos avances en diseño para mejorar su rendimiento y funcionalidad.

pinzas aligeradas por manufactura aditiva

En el centro de esta revolución se encuentra la sinergia entre las herramientas de diseño CAD avanzadas y las tecnologías de manufactura aditiva. Mediante la utilización de la optimización topológica asociativa, facilitada por software como Siemens NX Additive Manufacturing, las empresas puedan integrar a la perfección principios de diseño ligero en sus procesos de fabricación de pinzas. Este enfoque no sólo acelera la fase de diseño, sino que también dota a los trabajadores de la agilidad necesaria para realizar modificaciones en tiempo real, garantiza un rendimiento óptimo en entornos industriales dinámicos.

Se calcula que sólo en la industria del automóvil hay más de un millón de robots en fábricas de todo el mundo. Muchos de estos robots levantan y colocan piezas demasiado difíciles de manejar para los humanos o piezas que deben colocarse repetidamente en un lugar preciso. En muchos casos, las pinzas robóticas que mueven estas piezas pesan más que las piezas que mueven. Esto es especialmente cierto en el caso de piezas que mueven objetos más grandes y ligeros, como paneles de chapa metálica. Muchas empresas de automoción se dan cuenta de que estos son los tipos de células que son buenas candidatas para las pinzas robóticas ligeras.

La optimización topológica, piedra angular de esta metodología, permite a los diseñadores identificar la distribución de materiales más eficiente dentro de las estructuras de las pinzas, minimizando así el peso sin comprometer la resistencia ni la funcionalidad. Al aprovechar la ingeniería de diseño generativo, podemos agilizar la producción de pinzas compuestas por menos piezas, impresas en materiales no metálicos para un importante ahorro de costos y tiempo. 

La integración de software de simulación como el Siemens Tecnomatix Process Simulate desempeña un papel fundamental en la cuantificación de las implicaciones medioambientales y de costos de las iteraciones de diseño de las pinzas. Al calcular con precisión el consumo de energía y las emisiones de CO2, los fabricantes pueden tomar decisiones informadas que den prioridad a la sostenibilidad sin sacrificar la eficiencia operativa. Estas ventajas tangibles subrayan el poder transformador de las pinzas ligeras para impulsar prácticas de fabricación sostenibles a escala mundial. Las pinzas robóticas ligeras por manufactura aditiva representan algo más que un avance tecnológico: contribuyen a apoyar un cambio hacia la sostenibilidad y la eficiencia en la robótica industrial.

Si pensamos en una sola celda robótica de una fábrica de automóviles y reducimos el peso de la pinza, esto puede dar lugar a mayores eficiencias. Por ejemplo, cuando una fábrica se reequipa para el siguiente trabajo, es posible trasladar los robots más grandes y menos eficientes energéticamente a zonas donde su fuerza es necesaria y utilizar robots más pequeños para sustituirlos. Si multiplicamos ese ahorro por cada robot de la fábrica y por cada fábrica del mundo, una sola empresa, en función de su tamaño, podría conseguir ahorros sustanciales en el consumo de energía y las emisiones de CO2.

Al aprovechar el poder del software de diseño y las técnicas de manufactura aditiva, no sólo optimizamos el consumo de energía y se reducen las emisiones de carbono, sino también fomentando un futuro de la robótica más respetuoso con el medio ambiente. Mientras seguimos superando los límites de lo posible, recordemos que incluso los componentes más pequeños pueden tener una enorme influencia en la configuración de un mundo más sostenible.

 

Por: Dennis Nier, Business Development Additive Manufacturing DACH, Siemens Digital Industries Software