Carl Zeiss Optical Components: impresión 3D de piezas de precisión para la producción en serie

ZEISS: impresión 3D de piezas de precisión para la producción en serie

Piezas de uso finalProductos industriales

Para Carl Zeiss Optical Components, una subsidiaria de Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH, la precisión importa, a veces hasta la centésima de milímetro. La empresa fabrica microscopios, máquinas multisensoriales y sensores ópticos para fines de medición industrial y control de calidad.

Las organizaciones de todo el mundo utilizan máquinas ZEISS para confirmar que producen resultados literalmente perfectos en todo momento. Eso significa que “fiabilidad” y “repetibilidad" son palabras por las que se rige la empresa con sede en Wangen (Alemania).

"Las máquinas que producimos son muy precisas. Por lo tanto, hay mucho conocimiento en el ensamblaje de esas máquinas”, afirma Johannes Grimm, Gerente de Excelencia Operacional de ZEISS.

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Alineación, estabilidad, éxito

Cada máquina que produce ZEISS está diseñada para alinear la luz con los ejes de medición óptica. Esta alineación se crea con soportes y tornillos de ajuste. Sin embargo, cada máquina requiere una alineación diferente, y eso significaba que el equipo de ZEISS tenía que completar el trabajo manualmente.

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Un empleado de ZEISS trabajando con un microscopio industrial

"Este no es un proceso muy estable y eso supone un problema para nosotros. Estábamos buscando una mejor solución y la encontramos en la impresión 3D", afirma Johannes.

Al medir los ángulos en una máquina específica, el equipo de ZEISS puede diseñar e imprimir en 3D una placa adaptadora. Esto asegura que la luz viaja exactamente en la dirección correcta, es decir, directamente al sensor de un dispositivo, y esto es fundamental para obtener mediciones precisas. Actualmente, ZEISS está imprimiendo una placa adaptadora única para cada microscopio producido en serie.

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Una placa adaptadora para un microscopio ZEISS, impresa en una impresora 3D Ultimaker

Proving its worth

ZEISS’ digital microscope is an entry device for measuring distances or flat components, such as circles. For 3D printing, it provided evidence that the technology could play a practical part in ZEISS’ workflow.

The company began by designing and printing a part for serial production – the aforementioned adapter plate. Later, it dove into jigs and fixtures. The potential for client-focused projects is also a potentially rich source for 3D printing, with printed prototypes leading to customized products for specific applications for specific customers.

"Creemos que las soluciones individuales de demanda de los clientes, típicas de la tendencia actual de individualización creciente, hacen que sea cada vez más importante tener un proceso de ciclo cerrado e iteraciones desarrolladas rápidamente", asegura Johannes.

Personalizado, presente y futuro

ZEISS, no obstante, sigue creando piezas personalizadas, pero no en el sentido tradicional. Las placas adaptadoras son piezas estandarizadas en productos estandarizados, pero cada pieza está "personalizada" en el sentido de que las placas se colocan en diferentes ángulos, lo que significa que no están personalizadas para los clientes, sino para los productos.

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Plantillas y accesorios impresos en 3D para máquinas ZEISS

Esto es una ventaja, según Johannes. Hace que el proceso de producción sea estable, además de marcar el comienzo de una tendencia de piezas de uso final personalizadas. Asimismo, la cantidad de necesidades diferentes de los clientes está aumentando y, como resultado, la necesidad de contar con impresoras 3D para procesar una multitud de materiales, desde plásticos hasta compuestos y metales.  

De la impresora al cliente

Las placas adaptadoras impresas en 3D no solo son una alternativa más económica y fiable a los tornillos de ajuste y los soportes, sino que también son fáciles de usar para el cliente. Básicamente, las piezas de repuesto pueden imprimirse bajo demanda y enviarse directamente al sitio del cliente. Allí se pueden instalar fácilmente en una máquina.

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A ZEISS employee uses Ultimaker Cura to prepare an adapter plate for 3D printing

"El cliente solo tiene que apretar unos pocos tornillos para sustituir una pieza muy importante que tiene que estar perfectamente alineada para una buena medición", explica Johannes. "Tradicionalmente, teníamos que producir varias piezas, unirlas y luego ajustarlas. No todos estos procesos son necesarios con la fabricación aditiva y la impresión 3D. Eso ahorra mucho tiempo, algo muy importante, además de mucho dinero".

Montaje eficiente, grandes beneficios 

La facilidad de uso y la flexibilidad del hardware y el software también fueron importantes para ZEISS. Y, por supuesto, el precio. El sistema de filamento abierto de Ultimaker, Material Alliance, el software de corte de código abierto, Ultimaker Cura, y el precio de las impresoras Ultimaker en comparación con las de la competencia fueron factores determinantes para que ZEISS eligiese Ultimaker.

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An employee uses an Ultimaker 3D printer on the ZEISS assembly line

In line with lean production principles, an Ultimaker printer was installed in the assembly room at ZEISS. Those on the assembly line are able to create jigs and fixtures for themselves, further reinforcing the idea that hardware and software must be intuitive and easy to use. 

For ZEISS, 3D printing has decreased lead times from months to days, offering its team members extra time. Extra time means extra iterations, means extra assurance that final products will be perfect. There’s also the cost – what once was a €300 process now costs approximately €20 per 3D printed part.

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An Ultimaker 3D printer creating an adapter plate for a ZEISS industrial microscope

Al final, la decisión de optar por Ultimaker fue bastante sencilla. Las máquinas dependían de las dos palabras mágicas de ZEISS: palabras en torno a qué productos, procesos y flujos de trabajo deben orbitar para que la empresa se mantenga en la cresta de la ola.

"Los resultados fueron fiables y repetibles", afirma Johannes. "Eso es esencial para tener un proceso de producción estable".

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