La velocidad de comercialización nunca ha sido más importante en el sector de los bienes de consumo. Actualmente, los propietarios de las marcas tienen como objetivo desarrollar nuevos diseños de botellas y envases para abordar los deseos siempre cambiantes de los clientes. Con ese contexto a cuestas, Pepsi recurre a la impresión 3D para fabricar sus botellas y mejorar su producción.
De hecho, la creación de herramientas metálicas convencionales para el moldeo por soplado de botellas solía significar semanas de espera y miles de costos a la compañía. Max Rodríguez, gerente senior de I+D del centro de investigación y desarrollo de PepsiCo en Valhalla, Nueva York, dijo que podrían gastar hasta 10.000 dólares para producir solo un conjunto de herramientas, y que estos demoran 4 semanas en fabricarse y luego dos más para ponerlo a prueba.
Al observar que no beneficiaba correctamente a la compañía, Rodríguez comenzó a emplear impresiones 3D, una tendencia en crecimiento por su rápida manipulación y fabricación. Sin embargo, se necesitaban de dos a tres días para imprimir en 3D una sola herramienta de moldeo y aun así, la herramienta resultante carecía de durabilidad y solo podía producir unas 100 botellas antes de que el molde comenzara a fallar.
Esto llevó a Rodríguez y su equipo a explorar el uso de un enfoque híbrido, combinando partes de un molde de metal convencional con insertos impresos en 3D. “Obviamente, el tiempo y el costo son importantes, pero más importante es tener la capacidad de tener la flexibilidad para ejecutar varias iteraciones de diseño diferentes a un ritmo récord para que podamos evaluar el rendimiento en todas las actividades posteriores”, comentó.
Pepsi ahorra un 96% gracias a la impresión 3D de moldes para botellas
Este modelo híbrido, que PepsiCo patentó a fines de 2020, implica el uso de una carcasa de molde exterior de metal universal que se adapta a la mayoría de las máquinas comerciales de moldeo por soplado. Luego, PepsiCo exploró el uso de la fabricación aditiva para imprimir solo las partes internas esenciales del molde que producen la geometría del producto final.
¿El resultado? Una reducción de casi el 96% en comparación con las herramientas de metal tradicionales. De 4 semanas, el tiempo de fabricación total se redujo a 48 horas, y el costo de los prototipos de herramientas de US$10.000 a 350 dólares por juego de moldes.
Asimismo, estas herramientas son más duraderas y pueden producir más de diez mil botellas por molde, con múltiples iteraciones de diseño para permitir la verificación oportuna de las actividades posteriores. “A través del uso de estas capacidades”, dice Rodríguez, “esperamos un ciclo de desarrollo un 30 % más rápido”.
Este logro, como destaca Rodríguez, fue gracias a la elección oportuna del distribuidor de tecnología de fabricación aditiva Dynamism. Asimismo, Pepsi eligió el material xPEEK147 de Henkel Loctite para las inserciones de herramientas impresas en 3D, por sus impresionantes factores de rendimiento, incluida su temperatura de deflexión térmica muy alta. Por otro lado, decidió adquirir las impresoras NXE 400 de Nexa3D, por ser lo suficientemente grandes y ultrarrápidas.
