Proyecto de utillaje rápido para el secador de pelo Essence Care

Los fabricantes de secadores de pelo están innovando con nuevos diseños y funciones que ofrecen un mayor valor añadido a los clientes, como la incorporación de sensores térmicos con inteligencia artificial, tecnología iónica, motores sin escobillas de alta velocidad y diseños ligeros.

Los fabricantes también deben encontrar un equilibrio entre el volumen y la velocidad del flujo de aire, al tiempo que mantienen unos niveles de ruido bajos. Además, cada vez es mayor la presión a la que se ven sometidos los fabricantes para crear modelos respetuosos con el medio ambiente que cumplan con una normativa medioambiental más estricta. Estas innovaciones requieren modificaciones en el diseño y la creación de nuevos moldes.

Cualquier fabricante de secadores de pelo que quiera mantenerse en un mercado tan competitivo debe encontrar la forma de adaptarse a las necesidades de los usuarios; de lo contrario, acabará siendo desplazado del mercado. Uno de los retos a la hora de innovar en el diseño y la mejora de los secadores de pelo es el elevado coste y la larga duración del proceso de fabricación de utillaje.

Requisitos del cliente

Un fabricante se puso en contacto con First Mold para encargar un secador de pelo plegable y portátil que, según ellos, revolucionará el cuidado personal. Su nuevo diseño cuenta con un compartimento interno para aplicar acondicionador o fragancia mientras se seca el pelo, una característica que no es muy habitual en el mercado.

El cliente quería fabricar 100 unidades del producto para realizar pruebas, dando prioridad a la precisión, la durabilidad y la estética. Contaban con un presupuesto ajustado y deseaban que el utillaje estuviera listo lo antes posible, ya que querían probar el producto en un mercado reducido antes de lanzarse a la producción a gran escala.

Desafíos

El primer reto que tuvieron que superar los ingenieros de First Mold fue el breve plazo de entrega. En concreto, el fabricante de secadores de pelo quería trabajar con un fabricante de moldes para secadores de pelo que pudiera suministrar 8 juegos de moldes prototipo en un plazo de 30 días.

El compartimento para líquidos añade complejidad al diseño

Tras analizar más a fondo el plano del producto, los ingenieros de First Mold comprendieron mejor la complejidad del diseño del secador de pelo. Por ejemplo, contaba con un compartimento para un recipiente que podía contener fragancia o champú, que se podían pulverizar simultáneamente sobre el cabello durante el proceso de secado. El recipiente debía ser hermético para evitar que el líquido se derramara durante su uso.

Requisito de alta precisión

Uno de los requisitos del fabricante del secador de pelo para evitar fugas era garantizar que las piezas tuvieran paredes de grosor uniforme. La parte principal del cuerpo presenta una estructura de cuatro paneles, que se encajarán a presión durante el montaje. Cuantas más piezas se vayan a encajar a presión durante el montaje, más importante es que estas tengan la precisión adecuada para facilitar el montaje.

Si la holgura es demasiado pequeña, se necesitará más fuerza durante el montaje, lo que podría provocar daños en algunas de las piezas. Si la holgura es demasiado grande, el encaje a presión puede que no funcione como debería o que produzca un ruido de traqueteo. La viga de encaje a presión puede sufrir flexiones repetidas e innecesarias que provoquen una rotura por fatiga (la rotura del gancho).

Selección de materiales

El principal reto a la hora de seleccionar el material es que el plástico elegido debe tener propiedades idénticas o muy similares a las del material utilizado en la producción en serie. Sin embargo, el material debe ser lo suficientemente seguro como para su uso en moldes de aluminio sin desgastarlos. Por ejemplo, los plásticos reforzados con fibra de vidrio desgastan más rápidamente los moldes de aluminio.

Además, las resinas se adhieren bien al aluminio. Por lo tanto, es importante realizar una preparación minuciosa cuando se utilizan plásticos reforzados con fibra de vidrio para la fabricación de secadores de pelo con moldes de aluminio. Entre los preparativos fundamentales se incluyen:

• Limpieza a fondo de la superficie del molde: El aluminio se oxida rápidamente. Por lo tanto, es importante limpiar la superficie del molde con disolventes como la acetona para eliminar los contaminantes y los aceites.
•  Aplicación del agente desmoldeante adecuado: Para evitar que los materiales de fibra de vidrio se adhieran de forma permanente a la superficie del molde, es necesario aplicar sobre esta un agente desmoldeante adecuado y de alta calidad. Se recomienda encarecidamente el alcohol polivinílico (PVA).

Plazo ajustado

Cumplir con el ajustado plazo para la fabricación de los moldes del secador de pelo requirió una planificación y una ejecución adecuadas. El equipo de ingenieros de First Mold tuvo que recurrir a múltiples tecnologías de fabricación para garantizar que los ocho juegos de moldes estuvieran listos antes de la fecha límite.

Solución

Tras evaluar minuciosamente el anteproyecto y los objetivos del cliente, los ingenieros de First Mold sugirieron que la fabricación rápida de moldes era la mejor opción para los fabricantes. El equipo llegó a esta conclusión teniendo en cuenta el número de piezas que el fabricante de secadores de pelo quería producir (100), los plazos ajustados y el presupuesto limitado.

El «rapid tooling» o «soft tooling» se utiliza para crear rápidamente moldes y prototipos asequibles para la fabricación. Con esta técnica, los moldes operativos pueden estar listos en cuestión de días, en lugar de las semanas que se necesitan para los moldes de producción en serie. Algunas de las ventajas que ofrece el «rapid tooling» son:

• Salvar la brecha entre la creación de prototipos y la producción en serie: Los fabricantes pueden pasar fácilmente de la fase de prototipado a la producción en serie, ya que esto permite utilizar materiales de calidad industrial para fabricar las piezas prototipo. De este modo, el fabricante puede comprobar el rendimiento real de la pieza, su calidad y su contracción.
• Menores costes iniciales: La fabricación rápida de herramientas suele realizarse con aluminio en lugar de acero, ya que es considerablemente más barato y más fácil de trabajar. El precio puede reducirse aún más utilizando la impresión 3D en lugar de los métodos tradicionales.
• Facilita las iteraciones de diseño: Durante la fabricación de secadores de pelo, las empresas pueden realizar modificaciones y ajustar los diseños con rapidez, lo que minimiza el riesgo de cometer errores costosos en la producción final a gran escala.

El moldeado rápido es ideal para crear pequeños lotes de prototipos. Resulta perfecto cuando el número de componentes necesarios es inferior a 10 000 unidades. Dado el reducido número de componentes que el cliente quería fabricar, optar por el moldeado rápido fue una decisión obvia.

Superar los plazos ajustados

Aunque el cliente quería que se le entregaran los moldes para secadores de pelo en un plazo de 30 días, los ingenieros de First Mold completaron y entregaron un total de 8 juegos de moldes en 25 días naturales.

Para alcanzar este objetivo, el equipo recurrió en gran medida al software de CAD, Mecanizado CNC de 5 ejes, así como su amplia experiencia en el diseño de moldes. El uso de software CAD permitió al equipo crear diseños muy detallados y precisos, reduciendo el riesgo de errores.

El uso de software CAD permitió realizar iteraciones rápidas en el diseño del molde. Esto hizo posible que los ingenieros de First Mold colaboraran en tiempo real y pusieran de acuerdo sus ideas antes de la fabricación del prototipo físico. La facilidad para colaborar fue fundamental para cumplir con el plazo de entrega del cliente.

Con el fin de optimizar aún más cualquier cuello de botella que pudiera retrasar el proyecto, el equipo de gestión de proyectos de First Mold implantó un proceso más ágil y supervisó la colaboración entre los equipos de diseño y producción.

Selección y ensayo de materiales

Guiándose por la tabla de materiales, First Mold sugirió el uso de una mezcla de plástico modificada de policarbonato + acrilonitrilo-butadieno-estireno (PC+ABS) con el molde de aluminio, ya que presentaba las propiedades más similares a las de los plásticos utilizados en la producción en serie. Algunas de las propiedades de la mezcla de PC+ABS que la convierten en la opción perfecta para la fabricación de secadores de pelo son:

• Ofrecen una tenacidad superior y una alta resistencia al impacto, incluso a bajas temperaturas. Esto los hace más duraderos que el ABS por sí solo.
• Puede soportar temperaturas de funcionamiento más elevadas, lo que lo hace adecuado para componentes funcionales expuestos al calor, como los elementos calefactores de los secadores de pelo.
• El PC+ABS presenta una elevada fluidez, lo que facilita su procesamiento mediante moldeo por inyección. Esta propiedad también lo hace adecuado para la fabricación de piezas complejas de paredes finas con tiempos de ciclo más cortos.
• La mezcla de materiales modificada presenta una elevada estabilidad dimensional, lo que significa que conserva su forma y tamaño con el paso del tiempo, incluso bajo condiciones ambientales adversas.
• El uso de la mezcla de PC+ABS permite obtener un acabado superficial brillante y de alta calidad que se puede teñir o pintar fácilmente.
• La incorporación de ABS mejora la ductilidad en comparación con el policarbonato puro. Además, reduce los costes de transformación.

Los ingenieros de First Mold llevaron a cabo múltiples pruebas para garantizar que el material fuera compatible con el proyecto. Las pruebas también eran necesarias para comprobar que las piezas del secador de pelo pudieran fabricarse según las especificaciones del fabricante y sin defectos.

Lo que el fabricante de secadores de pelo consiguió gracias a la solución de First Mold

Gracias a la colaboración con First Mold, el fabricante de secadores de pelo pudo recibir el número exacto de moldes que deseaba (8) cinco días antes de la fecha de entrega prevista y sin salirse del presupuesto. Además, todos los moldes se entregaron con gran precisión, cumpliendo con los requisitos de calidad, funcionalidad y estética del cliente.

La entrega puntual permitió al fabricante disponer de más tiempo para probar el molde y optimizar sus parámetros de producción antes de la fabricación del prototipo. Si se hubieran retrasado unas pocas horas, el fabricante de secadores de pelo habría perdido a su socio financiero. Se mostraron especialmente agradecidos porque otros fabricantes de moldes para secadores de pelo habían rechazado el proyecto debido a lo ajustado del plazo.

Entre otras cualidades profesionales que el cliente valoró al trabajar con los ingenieros de First Mold destaca la comunicación abierta y transparente. Cualquier sugerencia o modificación que el equipo aportara al proyecto se comunicaba adecuadamente, incluyendo el motivo de dicha modificación. Esto garantizó que ambos equipos estuvieran siempre en sintonía a lo largo de todo el proyecto.

El diseño orientado a la fabricabilidad fue el eje central del equipo de proyecto de First Mold. Cada diseño se estudió minuciosamente para garantizar que aportara valor al fabricante de secadores de pelo. Se modificaron los diseños y, cuando fue necesario, se sustituyeron las nervaduras por paredes gruesas. En resumen, el equipo de First Mold no se limitó a aceptar el proyecto, sino que lo mejoró.

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