Con más de 150 cervecerías en todo el mundo, Heineken es uno de los mayores productores mundiales de cerveza. Una cervecería en Sevilla, España, produce marcas famosas como Cruzcampo, Desperados, Heineken y Amstel. La cerveza se elabora, envasa y envía a toda España y al extranjero. El director de Envasado, Juan Padilla González, ha implementado la impresión 3D para aumentar el tiempo de actividad y la eficiencia en la cervecería sevillana.

Optimización de la línea de fabricación

La planta de Sevilla tiene una capacidad de producir hasta 500 millones de litros de cerveza al año. Sin embargo, Heineken siempre busca nuevas formas de mejorar su ya impresionante eficiencia. Por eso, comenzaron a investigar las posibilidades de la impresión 3D.

Tras instalar un laboratorio de impresión 3D, el equipo se fijó objetivos para mejorar el proceso de fabricación en términos de rendimiento, tiempo de actividad y seguridad. Heineken comenzó a buscar diversos métodos para optimizar las máquinas de fabricación. Rápidamente se dieron cuenta de que la impresión 3D les brinda la flexibilidad y la velocidad que necesitan, a la vez que es asequible y fácil de implementar.

Seguridad ante todo

La seguridad de los empleados es la máxima prioridad en Heineken, por lo que diseñaron pestillos de seguridad mejorados, que se utilizan durante el mantenimiento de las máquinas. Estos pestillos se aplican a casi todas las máquinas de la cervecería. Cuando las máquinas se detienen, estos pestillos se bloquean, evitando que alguien arranque accidentalmente una máquina mientras alguien realiza tareas de mantenimiento.

Los pestillos están impresos en rojo brillante para garantizar su visibilidad. Esta aplicación no solo fue útil, sino que la característica de seguridad adicional generó conciencia y aprecio por la impresión 3D entre los empleados.

Bloqueo de seguridad impreso en 3D que evita que las máquinas se pongan en marcha durante el mantenimiento

Depósito de llaves personalizado impreso en 3D de Heineken

Piezas funcionales para la línea de fabricación

Tras el éxito inicial de los pestillos de seguridad, se identificaron otras oportunidades de aplicación de la impresión 3D. Se investigaron ideas y se diseñaron nuevas piezas. La primera de ellas fue imprimir piezas de repuesto que habían resultado difíciles de reemplazar. Subcontratar piezas descontinuadas o importarlas es costoso y requiere mucho tiempo. El equipo se dio cuenta de inmediato de que la impresión 3D no solo ahorraba tiempo y dinero, sino que también permitía imprimir piezas de plástico que podían funcionar como reemplazos estructurales de las piezas metálicas.

Las piezas funcionales impresas en 3D eliminan las limitaciones de diseño asociadas con los procesos de fabricación tradicionales

Se pueden crear piezas de repuesto funcionales impresas en 3D sin stock

Optimización del diseño de piezas

Lo mejor de la impresión 3D es la facilidad para iterar los diseños hasta la perfección. Un ingeniero puede crear rápidamente diseños alternativos y probar las piezas in situ, manteniendo al mismo tiempo los costes y los tiempos de producción relativamente bajos. Los plásticos son más ligeros que la mayoría de los metales y relativamente resistentes cuando se aplican los principios de diseño y los materiales adecuados. También es muy fácil rediseñar las piezas para que funcionen aún mejor, sin las limitaciones de la subcontratación.

En la cervecería de Sevilla, el equipo de Juan pudo sustituir varias piezas rediseñadas por un diseño optimizado. Por ejemplo, una pieza metálica utilizada con un sensor de calidad en una cinta transportadora solía volcar botellas, creando un bloqueo o expulsando las botellas en buen estado al suelo. Las piezas rediseñadas impresas en 3D evitaron este problema, ahorrando botellas, dinero y tiempo.

Heineken optimizó la guía de botellas de la cinta transportadora con piezas impresas en 3D para evitar bloqueos

Herramientas para control de calidad y mantenimiento

Las empresas suelen imprimir en 3D herramientas, plantillas y accesorios personalizados. Heineken ha desarrollado diversas herramientas para facilitar y agilizar el mantenimiento de sus máquinas. Estas herramientas suelen imprimirse en PLA resistente, un material fácil de imprimir, con una resistencia y flexibilidad similares al ABS. Una de estas herramientas es la herramienta de tope, que afloja y aprieta las columnas de las ruedas guía que aplican las etiquetas a las botellas. Antes de adoptar la impresión 3D, esta herramienta debía fabricarse a medida mediante mecanizado CNC.

Con la impresión 3D, el coste de producción de la herramienta se redujo en un 70 % y el plazo de entrega pasó de tres días a uno. Una herramienta sencilla como la cortadora de caucho toroidal se imprime en menos de una hora, mientras que, en promedio, la entrega tarda más de 10 días cuando se externaliza.

Las herramientas impresas en 3D hacen que el mantenimiento sea más fácil y lleve menos tiempo

La impresión 3D permite a Heineken crear herramientas de control de calidad personalizadas

Elección del material adecuado

La gama de materiales de Ultimaker ha resultado muy útil para Heineken España. Muchas de las piezas impresas soportarán tensión, altas temperaturas, humedad o numerosos impactos durante un largo periodo de tiempo. Por eso es tan importante contar con los materiales adecuados para cada aplicación. Heineken España utiliza diversos materiales Ultimaker, como PLA resistente, nailon y el material semiflexible TPU 95A. Estos materiales poseen excelentes propiedades mecánicas que les permiten resistir el desgaste de la línea de fabricación. El PLA resistente se utiliza a menudo para empujadores y herramientas, mientras que el nailon se utiliza para piezas que necesitan funcionar con piezas metálicas. La flexibilidad del TPU 95A es ideal para parachoques y piezas de protección.

Las piezas se están desarrollando e imprimiendo en el laboratorio 3D de Heineken

Resultados iniciales de la planta piloto

Tras utilizar las impresoras Ultimaker S5 en Sevilla, Heineken considera el proyecto piloto un éxito. Los resultados, como una mayor seguridad de los empleados, los plazos de entrega y la reducción de costes de todas las piezas impresas, han contribuido a ello.

Al imprimir en 3D piezas funcionales de uso final para la línea de fabricación bajo demanda, Heineken pudo optimizar la funcionalidad y la disponibilidad puntual. Al ajustar el diseño de las piezas funcionales de la máquina, Heineken ha aumentado la eficiencia de la línea. Las herramientas personalizadas han facilitado considerablemente el mantenimiento y los cambios de producción para los empleados.

En promedio, Heineken observa que la entrega de todas las piezas necesarias es un 80 % más rápida que con la contratación externa. Los costes de una pieza impresa, en comparación con una pieza de origen tradicional, también son un 80 % inferiores.

Adopción global de la impresión 3D

El éxito de Sevilla con la impresión 3D no ha pasado desapercibido. La empresa está definiendo los próximos pasos para identificar el potencial de ampliar los beneficios de la impresión 3D. La fabricación aditiva permite a los ingenieros y demás empleados analizar los retos y las oportunidades desde diferentes perspectivas. Los diseños y las soluciones se pueden compartir fácilmente a través de la red. Esto acelera la implementación global de nuevas aplicaciones, ya que las piezas pueden enviarse digitalmente en lugar de físicamente. Además, evita los costes de transporte internacional y reduce el desplazamiento, lo que a su vez reduce los costes ambientales.