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Desde FullPrism les agradecemos mucho por su tiempo e interés. En esta sección les contamos mas detalladamente que es una morsa fractal, sobre su proceso de diseño y fabricación; y sobre herramientas para la producción con fabricación aditiva. 

¿Qué es un objeto fractal?

Básicamente, es un objeto cuya estructura más simple se repite a diferentes escalas. En el caso de la herramienta que les presentamos la estructura fractal que se repite es la de la mordaza, la cual es un semicírculo con caladuras que se hace mas pequeño hacia el interior de la herramienta. El termino fractal surge de la matemática. Si desean ampliar, pueden hacerlo en el siguiente enlace. 

Estructura fractal de piramides.

Fabricación aditiva: morsa fractal

El dispositivo que les hemos enviado tiene por objetivo ejemplificar sobre las posibilidades que ofrecen las tecnologías de fabricación aditiva para mejorar la producción y brindarles una pequeña herramienta funcional. 

Requerimientos de materiales:

En general, para este accesorio de producción, los materiales para la fabricación deben ser los que proporcionen la mayor rigidez y resistencia mecánica, esto evitará que la morsa se deforme cuando este sosteniendo una pieza o cuando sea anclada al banco de trabajo.

Tendremos en cuenta algunas particularidades para las siguientes piezas:

  1. Es deseable que las partes de la mordaza en contacto con la pieza que deseamos sostener tenga la mayor dureza posible para que no se dañen al sostener piezas con posibles partes filosas, por lo que se imprimieron en Copoliéster +CF20*.
  2. Para el material de los engranajes es ideal que presente resistencia a la abrasión elevada para mejorar su durabilidad, por lo que se eligió NYLON 6.
  3. Para la abrazadera que ancla la pieza al banco de trabajo, lo mejor sería tener la mayor resistencia mecánica con flexibilidad para que el usuario pueda dejar de ajustar al ver la deformación de la misma, por lo que se usó NYLON 6.
  4. Para la pieza de sostén de los engranajes se usó PETG ya que durante el ensamblaje se requiere algo de flexibilidad para hacerla encajar.
  5. Se usó resina para la manija ya que casi no tiene requerimientos mecánicos y su terminación es muy suave.

Además de estos materiales, ofrecemos PLA WOOD, PC, Resina flexible, TPU y constantemente nos encontramos haciendo pruebas para ampliar nuestra oferta de materiales y aplicaciones.

*Copoliéster con 20% de carga de fibra de carbono.

Sobre los materiales usados

Material

Densidad [g/cm3]

Resistencia térmica [ºC]

Resistencia a la carga [MPa]

Flexibilidad

Resistencia a la abrasión

Absorción de humedad

PLA

1.24

50

++

+

+

+

ABS

1.05

95

+++

+

+++

++

PETG

1.27

85

+++

++

++

++

Nylon

1.14

115

++++

+++

++++

++++

Copoliester + FC20

1.35

80

++++

+

++++

+++

Resina

-

60

+

+

+

+

1)  Piezas en PLA.

2) Piezas en ABS.

3) Piezas en PetG.

4) Piezas en Nylon.

5) Piezas en Copoliester + FC20.

6) Piezas en Resina.

Piezas Fractal Vise
Morsa fractal: piezas sin ensamblar.

Agarres, plantillas y accesorios para la producción

Son muchas las empresas de fabricación trabajando constantemente para mejorar la productividad y reducir los costos, las técnicas de fabricación ajustada como la implementación de agarres, plantillas y accesorios en una línea de producción, ayudan a lograr estos objetivos. El alto nivel de personalización y complejidad que la fabricación aditiva permite en un diseño, junto con la velocidad y precisión con que se pueden hacer las piezas, lo convierten en una solución ideal para producir este tipo de herramientas.

Lo que se busca con estas herramientas es lograr alguno de los siguientes beneficios:

  1. Entornos de trabajo más seguros.
  2. Mayor productividad.
  3. Reducción del desperdicio.
  4. Mayor precisión y repetibilidad de las piezas.
  5. Mejora la ergonomía.  
  6. Reducir la calificación requerida para la tarea.

Los agarres, plantillas y accesorios son piezas de trabajo que se utilizan para ayudar en el mecanizado, posicionamiento y ensamblaje de piezas en muchas facetas de la fabricación. Estos pueden estar hechos de una variedad de materiales (generalmente acero o aluminio) y están mecanizados por CNC con una alta tolerancia.

Agarres

La parte de un proceso de automatización que está en contacto con la pieza de trabajo que normalmente se usa para transferir u orientar la pieza. A menudo, estos se diseñan a medida para que coincidan con la geometría de una pieza.

Plantillas

Mantiene la pieza de trabajo en su lugar y también guía la herramienta de corte (por ejemplo, una plantilla de perforación utilizada para una broca de guía en el lugar correcto). 

Accesorios

Ubica y sostiene la pieza de trabajo de forma segura mientras se realiza el mecanizado o el ensamblaje (la morsa de banco es un accesorio). Los accesorios de mecanizado generalmente se fijan a la máquina para resistir las grandes fuerzas de mecanizado a las que está sujeta la pieza. La precisión de la pieza aún depende del operador o ensamblador.

Ventajas de utilizar la impresión 3D

La principal ventaja de la impresión en 3D es la reducción de costes. La mayoría de los ahorros provienen de la reducción de los altos costos de mecanizado.

La otra gran ventaja de los agarres y accesorios impresos en 3D es la velocidad a la que se pueden producir. El mecanizado de geometrías metálicas complejas requiere una planificación significativa, diseñadores CAM y operaciones de la máquina altamente capacitados. Esto puede resultar en que el tiempo de espera para el mecanizado CNC tome días o incluso semanas antes de que se complete una pieza.

La impresión 3D ofrece una amplia gama de materiales en una variedad de tecnologías. Las propiedades de los materiales de ingeniería, como la resistencia química, la resistencia al fuego, la resistencia al calor y la estabilidad a los rayos UV, ahora están ampliamente disponibles en la industria de la impresión 3D. Los materiales poliméricos utilizados en la impresión 3D también significan que el daño a las piezas (que entran en contacto con la agarres o el accesorio) es limitado durante la manipulación y el montaje en comparación con los accesorios metálicos más tradicionales.

Los trabajadores manipulan regularmente agarres y accesorios. La mayoría de los materiales utilizados en la impresión 3D son más ligeros que el aluminio, lo que reduce la carga para los trabajadores y mejora la seguridad.

La velocidad a la que la impresión 3D puede producir piezas brinda a los diseñadores mucha más libertad para optimizar un diseño a través de varias iteraciones.

Varias tecnologías de impresión 3D pueden producir con un alto nivel de precisión (FDM industrial - ± 0,2 mm, SLA - ± 0,05 mm y SLS - ± 0,1 mm). SLA y SLS también pueden producir detalles finos e intrincados.

Para conversar sobre tus posibles aplicaciones

O llamando a +54 9 351 6077198

Herramientas para la producción: seguridad, calidad y transporte

Recomendaciones de uso

1) Antes de ajustar la manivela adaptar la ubicación de las mordazas a una forma próxima a la del objeto que se desea sostener.

2)  Una vez que las mordazas empiezan a empujar la pieza que se desea sostener, agarrar la manivela desde el extremo mas interno con todos los dedos si es posible. La Resina es bastante rígida por lo que puede romperse si se intenta ajustar con demasiada fuerza.

Fractal vise _ Uso correcto
1) Uso recomendado
Fractal vise ajuste correcto
2) Agarre manivela
Fractal vise _ Uso incorrecto
1) Uso no recomendado

3) La base cuenta con agujeros para alojar tornillos que la fijan a una superficie de trabajo. Para poder colocarlos es necesario desarmar el dispositivo colocar los tornillos y luego volver a ensamblarlo. Puede ver un video de como hacerlo aquí.

4) El dispositivo puede venir con una abrazadera de nylon para fijarlo al banco de trabajo.

Fractal vise _ base
3) agujeros anclaje base

Proceso de diseño

Esta versión fue desarrollada con el objetivo de elaborar una herramienta versátil y funcional para ser fabricada completamente en impresión 3d sin estructuras de soporte. Es por eso que algunas piezas están divididas en dos partes.

El diseño fue desarrollado por James Chiang y compartido en la plataforma Thingiverse bajo la licencia Creative Commons – Attribution.

Desde FullPrism tomamos el diseño e hicimos mínimas modificaciones para darle una mayor resistencia y funcionalidad.

Pueden descargar los archivos originales en https://www.thingiverse.com/thing:4909196 y conocer el enfoque de diseño empleado por el diseñador en el siguiente video https://www.youtube.com/watch?v=nqj4Pu4hsq8&t=1s.

Conocé más sobre los sectores de aplicación