Soluciones combinadas de ensamblaje e impresión

El plan original para una nueva línea de producción en la empresa fabricante de dispositivos de cable incluía dos áreas separadas (una para celdas de ensamblaje automatizadas para fabricar interruptores; y otra para usar impresoras de tampografía para marcar las placas frontales ensambladas). Entre las dos áreas habría habido una cadena de manipulación manual por donde se transportarían cajas de interruptores sin imprimir por el pasillo. La logística de esto habría sido complicada, el costo del trabajo en curso (es decir, piezas en inventario a la espera de ser terminadas) habría sido alto, y el potencial de daños a los materiales por manipulación incorrecta habría sido considerable. El plan final eliminó el pasillo al combinar el ensamblaje de interruptores y la tampografía en una sola línea de producción, donde el interruptor se ensambla, imprime, inspecciona y empaqueta sin esperas en ninguna etapa del proceso. Al integrar estos procesos, el tiempo de producción (el tiempo desde el inicio hasta el final de toda la operación) se redujo en 33%, y se eliminaron los daños a las piezas causados por la manipulación manual (es decir, arañazos y huellas dactilares).

Este es el principio en el que se basa el proceso combinado de ensamblaje e impresión, o flujo de producción integrado. No se trata de una máquina en particular, sino de un concepto de diseño que integra el ensamblaje mecánico de un producto con la aplicación de sus marcas de identificación (marca, clasificación, certificación, instrucciones) en una automatización única y coherente. Para cualquier fabricante que ensamble y marque un producto, comprender cómo combinar estos dos procesos, históricamente separados, le ofrece una vía clara hacia la reducción de costes, una mayor calidad y una planta de fabricación menos compleja.

¿Qué es un sistema combinado de ensamblaje e impresión?

En un sistema de ensamblaje e impresión combinados, la producción de un producto terminado se lleva a cabo mediante un conjunto de operaciones (alimentación, unión, fijación, sellado e inspección) más un conjunto de operaciones de acabado (tampografía, serigrafía, marcado láser o codificación por inyección de tinta) que se coordinan tanto mecánica como digitalmente como parte de una célula/línea de producción de ensamblaje e impresión integrada. El producto se desplaza desde su posición de ensamblaje final directamente al dispositivo de impresión mediante un método alternativo (cinta transportadora, mesa giratoria de movimiento continuo, transferencia robótica), sin almacenamiento intermedio ni manipulación manual del producto. Las áreas de ensamblaje e impresión cuentan con una arquitectura de control combinada única y un único MES (Sistema de Ejecución de Manufactura) o SCADA (Control de Supervisión y Adquisición de Datos) integra todos los procesos de seguimiento e información de datos de producción en cada unidad entre el ensamblaje y la impresión.

La tampografía, el marcado láser y la serigrafía son los métodos de impresión más utilizados en las líneas de montaje de producción. Son adecuados para imprimir en todo tipo de superficies, incluidas formas curvas o irregulares (tampografía), marcas permanentes de alto contraste en plásticos y metales (marcado láser) y superficies planas como paneles y etiquetas (serigrafía). De las tres tecnologías de impresión mencionadas, la tampografía es la más utilizada porque la almohadilla de silicona se adapta a las superficies irregulares de los cuerpos de los interruptores automáticos, las placas frontales de los interruptores y las carcasas de los contactores. Para comprender el proceso de tampografía, consulte nuestra guía sobre ¿Qué es una máquina de tampografía? Explica la tecnología en detalle.

¿Por qué combinar el ensamblaje y la impresión? El caso de la eficiencia.

Se puede aumentar la eficiencia combinando la impresión, el ensamblaje y la entrega de nuevas oportunidades a través de un proceso continuo, en lugar de utilizar entornos completamente separados.

• Eliminación del inventario de trabajo en curso (WIP). En una configuración estándar, las piezas impresas, una vez ensambladas, se almacenan en estanterías a la espera de ser impresas. Este inventario acumulado representa capital inmovilizado, espacio físico ocupado y, además, las piezas ensambladas corren el riesgo de sufrir daños, congelación u obsolescencia. La línea combinada elimina el inventario acumulado al imprimir las piezas ensambladas inmediatamente después de su ensamblaje, lo que significa que no hay inventario entre ambos procesos.
• Menor daño por manipulación. Ahora existe la posibilidad de que la pieza se dañe al manipularla (al levantarla, dejarla, guardarla en una caja, abrirla, etc.). Una línea combinada ha eliminado todos los pasos de manipulación entre el ensamblaje y la impresión, y por lo tanto, ha eliminado todos los defectos asociados con esos pasos.
• Trazabilidad inmediata. Cuando las estaciones de ensamblaje e impresión están conectadas digitalmente, el número de serie, los valores de torque y los datos de calibración del ensamblaje se pueden imprimir directamente o codificar en una matriz de datos en la siguiente estación de la línea de producción. Existe un creciente interés en la trazabilidad en las industrias de certificación automotriz, médica y eléctrica. Las investigaciones realizadas por McKinsey & Company sobre la fabricación integrada demuestran sistemáticamente que la eliminación de procesos desconectados (es decir, flujos de trabajo) es clave para mejorar la productividad y reducir los defectos.
• Logística simplificada. Una línea de montaje diseñada para recibir sus materias primas en una ubicación y producir sus productos terminados, impresos e inspeccionados en otra. La línea de montaje no tiene interfaz interna con clientes ni proveedores, lo que significa que no hay transferencias internas de producto entre el montaje y la impresión, ni documentos de transferencia ni problemas de programación entre la fuente de impresión y la de montaje.

Cómo elegir entre los diferentes enfoques

La decisión sobre el grado de integración entre el ensamblaje y la impresión depende del producto, el volumen y los requisitos de impresión. La siguiente tabla ofrece un marco de referencia para tomar esa decisión.

Donde el ensamblaje y la impresión combinados ofrecen el mayor valor.

Entre los sectores que más valor obtienen de la integración de soluciones de ensamblaje e impresión se encuentran aquellos en los que es necesario realizar un marcado permanente (que tiene consecuencias normativas y/o legales) y en los que el producto debe haber sido ensamblado mecánicamente antes de recibir dicho marcado.

Dispositivos de protección eléctrica (interruptores automáticos magnetotérmicos, interruptores automáticos de caja moldeada, contactores, interruptores)

Un interruptor automático miniatura debe tener una corriente nominal, una curva de disparo, una marca y una certificación para identificar las características de protección que ofrece. Estas marcas no tienen una función meramente decorativa, sino que sirven para la identificación legal de sus características de protección. Si la línea de montaje que calibra y prueba los interruptores automáticos miniatura (MCB) está conectada directamente a una estación de tampografía para imprimir la corriente nominal en el MCB, este se ha marcado correctamente. Si un MCB no supera la calibración, no se le puede imprimir la corriente nominal. El MCB solo se imprimirá con la corriente nominal si supera las pruebas de calibración. Esta trazabilidad de circuito cerrado es el estándar de excelencia para la certificación eléctrica (IE), y Benlong Automation la logra mediante la creación de líneas de producción totalmente integradas para MCB e interruptores automáticos de caja moldeada (MCCB). Un Línea de montaje automática MCB Puede integrarse con una estación de tampografía o una estación de marcado láser para marcas permanentes de alto contraste, de modo que el interruptor ensamblado y calibrado se imprima e inspeccione antes de que llegue a la estación de embalaje.

Componentes automotrices

Los interruptores, sensores y carcasas de actuadores para aplicaciones automotrices cuentan con números de pieza, logotipos de fabricantes de equipos originales (OEM) y códigos de fecha que deben resistir el calor, las vibraciones y la exposición a diversos productos químicos durante toda la vida útil del vehículo. La integración de una celda que combine el ensamblaje y el marcado láser en una sola operación reduce la probabilidad de errores de marcado que podrían ocasionar rechazos en la cadena de suministro.

Dispositivos médicos y diagnósticos

Para la producción de cilindros de jeringas, carcasas de inhaladores y cartuchos de diagnóstico, es imprescindible utilizar tintas biocompatibles y garantizar un seguimiento completo desde la fabricación hasta la impresión. El uso de una sala limpia integrada con verificación visual de cada impresión permite obtener la documentación validada necesaria para la presentación ante las autoridades reguladoras.

Electrónica de consumo

Una célula de ensamblaje/impresión combinada de diseño flexible es una opción atractiva frente a una línea dedicada, ya que los ciclos de vida de los productos suelen ser bastante cortos y a menudo se requieren cambios estéticos o de diseño frecuentes. La misma célula podría reprogramarse para imprimir un logotipo diferente o un nuevo color en menos de 10 minutos, sin afectar la secuencia de ensamblaje.

Fabricantes líderes de sistemas de ensamblaje e integración de impresión.

El mercado de soluciones combinadas de ensamblaje e impresión Incluye fabricantes especializados de máquinas de impresión, integradores de automatización y empresas que desarrollan ambas capacidades internamente. A continuación se presentan las principales fuentes de esta tecnología.

• Tampoprint AG (Alemania): Uno de los fabricantes de máquinas de tampografía más antiguos del mundo. Tampoprint diseña y fabrica células de impresión automatizadas a medida y cuenta con amplia experiencia en la integración de sus impresoras en líneas de montaje de mayor tamaño. Precios premium y servicio global.
• Impresora de almohadillas Kent (EE.UU): Especializada en equipos de tampografía y automatización a medida para las industrias eléctrica y electrónica. Conocida por sus estaciones de impresión robustas de grado industrial.
• Keyence (Japón): Líder mundial en marcado láser y visión industrial. Los marcadores láser de Keyence se integran frecuentemente en células combinadas de montaje y marcado por parte de integradores externos.
• Automatización Benlong (China): Benlong diseña líneas integradas de ensamblaje y prueba para la industria eléctrica, incluyendo estaciones de tampografía o marcado láser. Su experiencia se centra en el ensamblaje y la calibración de dispositivos de protección (interruptores automáticos magnetotérmicos, interruptores automáticos de caja moldeada, interruptores automáticos de corriente alterna y contactores), y sus líneas combinadas están diseñadas en función de los requisitos específicos de marcado, las pruebas y los objetivos de producción de este sector. Una línea combinada de ensamblaje e impresión de interruptores automáticos magnetotérmicos de Benlong incluye las estaciones de ensamblaje, los bancos de calibración y prueba, la impresora de tampografía y el sistema de inspección visual que verifica cada marca antes de que el interruptor salga de la línea.

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son los dos tipos de ensamblaje?

Existen dos tipos principales de ensamblaje: el ensamblaje manual (donde los operarios utilizan herramientas manuales o eléctricas) y el ensamblaje automatizado (donde las máquinas completan una secuencia de pasos programada por un ordenador). Entre estas dos formas de ensamblaje, existe un método conocido como ensamblaje semiautomatizado, en el que las piezas se manipulan manualmente para procesos flexibles, pero se automatizan para los procesos más críticos.

¿Cuál es la diferencia entre ensamblaje conjunto y ensamblaje individual?

Coensamblaje El ensamblaje combinado se refiere a una técnica de fabricación que incluye dos o más operaciones, como el ensamblaje o la impresión, en un proceso o línea continua. Anteriormente, el ensamblaje de una sola función se realizaba en estaciones de trabajo aisladas, cada una con una operación independiente. Con un ensamblaje combinado, se manipulan menos piezas, se reduce el inventario y el tiempo entre la producción de piezas (o plazo de entrega) disminuye significativamente.

¿Qué es un ejemplo de subconjunto?

Un subconjunto es un grupo de componentes que se fabrica por separado y luego se agrega a otro producto. En los interruptores automáticos miniatura, el conjunto del soporte de contactos (el conjunto formado por los contactos de aleación de plata que se fijan al brazo de cobre mediante remaches o soldaduras) es un subconjunto y luego se coloca en la carcasa del interruptor.

¿Qué significa “ensamblaje”?

En la producción de bienes, el ensamblaje consiste en unir piezas desarrolladas de forma independiente hasta obtener el objeto o la pieza deseada. Este ensamblaje puede incluir la fijación, la soldadura, el ajuste a presión de piezas mecánicas, la unión adhesiva entre diferentes materiales y la instalación de componentes eléctricos; y puede realizarse de forma manual, semiautomática o totalmente automatizada.

Referencias

• McKinsey & Company — Fabricación digital e Industria 4.0 — Investigación sobre el impacto de la fabricación integrada de flujo continuo en la productividad y la calidad.
• Tampoprint AG — Soluciones de tampografía personalizadas — Fabricante alemán de máquinas de tampografía y células de automatización integradas.
• Keyence — Marcado láser y visión industrial — Sistemas de marcado láser e inspección visual para aplicaciones combinadas de montaje y marcado.
• Impresora de tampografía Kent — Equipos de tampografía industrial — Fabricante estadounidense de maquinaria de tampografía para aplicaciones eléctricas e industriales.

A solución combinada de ensamblaje e impresión Convierte dos operaciones en un solo flujo. Elimina la manipulación, el inventario y la demora entre el último paso de ensamblaje y el primero de impresión. Para un fabricante de dispositivos de protección eléctrica, esto significa un interruptor que se ensambla, calibra e imprime en una sola pasada, y una clasificación impresa en la carcasa que coincide exactamente con el resultado de la prueba almacenado en la base de datos. Benlong Automation construye líneas de producción combinadas que ofrecen esta integración, ya que la marca en el producto es la verificación final de que el ensamblaje se realizó correctamente.