Challenge

Diseñar, fabricar y comercializar rápidamente prótesis robóticas a medida agilizando los procesos de desarrollo.

Solution

Implementar las soluciones de diseño SOLIDWORKS Professional, de análisis SOLIDWORKS Simulation, de diseño SOLIDWORKS Electrical y de gestión de datos de productos SOLIDWORKS PDM.

Results

  • Desarrollo rápido de prótesis robóticas

  • Mejora en la capacidad de realizar cambios de diseño en productos a medida

  • Aumento en el uso de técnicas de fabricación aditiva

  • Reducción del tiempo y el coste de creación de prototipos mediante simulación

Angel Robotics, surgida en el laboratorio de control de sistemas robóticos de la Universidad Sogang en Seúl, es una empresa de reciente creación que desarrolla exoesqueletos robóticos para personas con movilidad reducida, como ancianos y personas con paraplejia. Gracias al desarrollo de prótesis de ajuste personalizado, Angel Robotics ayuda a las personas con problemas de movilidad a vivir de forma independiente al permitirles caminar. La empresa demostró la capacidad de su tecnología en 2016, cuando Kim Byeong-wook ganó una medalla de bronce en el primer Cybathlon, una competición internacional organizada por la Escuela Politécnica Federal de Zúrich para competidores con movilidad reducida que utilizan tecnología de asistencia biónica.

Desde entonces, la empresa ha crecido rápidamente y ha presentado dos productos: el traje WalkON Suit para personas completamente paralizadas, y ANGELEGS, un robot auxiliar para personas con limitaciones parciales para caminar. Angel Robotics apareció de nuevo en los Juegos Olímpicos y Paralímpicos de PyeongChang de 2018, al llevar la antorcha un atleta con paraplejia total vestido con un WalkON Suit. De acuerdo con Kyoungchul Kong, director ejecutivo de Angel Robotics y profesor asociado de ingeniería mecánica en la Universidad de Sogang, la gestión del crecimiento de la empresa y el rápido desarrollo de nuevos productos personalizables fueron los dos requisitos principales que determinaron la importancia de contar con una excelente plataforma de desarrollo de productos.

“Como los principales investigadores y desarrolladores recibieron formación sobre el uso de las herramientas de SOLIDWORKS a lo largo de sus estudios de grado y de posgrado en la Universidad de Sogang, y debido a que la mayor parte del trabajo inicial se realizó con el software de investigación SOLIDWORKS Research, lo normal era emplear las mismas herramientas de diseño e ingeniería en Angel Robotics”, explica Kong. “Empecé a utilizar SOLIDWORKS en 2002, diseñando piezas mecánicas en prácticas para una pequeña empresa de capital riesgo. SOLIDWORKS fue el software de diseño más práctico y eficaz que he probado nunca. Esta experiencia y la familiaridad de mis compañeros con SOLIDWORKS hicieron que la elección fuese sencilla”.

Angel Robotics adoptó el software de desarrollo de productos en 3D de SOLIDWORKS a principios de 2017 e implementó las soluciones de software de diseño SOLIDWORKS Professional, de análisis SOLIDWORKS Simulation, de diseño SOLIDWORKS Electrical y de gestión de datos de productos SOLIDWORKS PDM. La empresa eligió SOLIDWORKS como plataforma de desarrollo porque es fácil de usar, proporciona acceso a herramientas integradas de diseño, ingeniería y fabricación, y porque ya lo conocen los principales diseñadores.

SOLIDWORKS proporciona una interfaz de usuario gráfica muy intuitiva que nos permite diseñar, comprobar y verificar un diseño en tan solo unas horas. Por eso utilizamos SOLIDWORKS: nos permite diseñar todo rápidamente.

Kyoungchul Kong
Director general

DISEÑO RÁPIDO Y A MEDIDA DE PRÓTESIS ROBÓTICAS

Gracias a las herramientas de diseño de SOLIDWORKS, Angel Robotics ha podido desarrollar rápidamente sus productos robóticos, a pesar de que deben tener un tamaño adaptado a cada usuario. Esta empresa de nueva creación coreana se sirve de las funciones de configuración de diseño de SOLIDWORKS, que automatizan la creación de variaciones de diseño a partir de un diseño base único y datos de escaneo en 3D de nuevos clientes, para adaptar sus productos a cada usuario.

“En el caso de nuestras prótesis robóticas, las piezas deben fabricarse a medida para cada usuario”, destaca Kong. “Por lo tanto, debemos contar con la capacidad de realizar modificaciones rápidas en el diseño. Sin duda, SOLIDWORKS es la herramienta de diseño más rápida y cómoda que hemos probado, y nos permite modificar las prótesis rápidamente adaptando el diseño al modelo escaneado en 3D de los usuarios. SOLIDWORKS proporciona una interfaz de usuario gráfica muy intuitiva que nos permite diseñar, comprobar y verificar un diseño en tan solo unas horas. Por eso utilizamos SOLIDWORKS: nos permite diseñar todo rápidamente”.

Hace poco, Angel Robotics comenzó a desarrollar prótesis robóticas para niños. “La importancia de la rapidez del diseño y la fabricación de las piezas resulta aún más importante en el caso de una prótesis robótica infantil, ya que las piezas deben cambiarse con frecuencia a medida que el niño crece”, recalcó Kong.

LA SIMULACIÓN REDUCE LA DURACIÓN DE LA CREACIÓN DE PROTOTIPOS Y LOS ENSAYOS

En vez de crear maquetas físicas de piezas para las pruebas de rendimiento, Angel Robotics ahorra tiempo y dinero gracias al software integrado de análisis de elementos finitos (FEA) SOLIDWORKS Simulation, que permite simular virtualmente la rigidez y resistencia de las piezas, así como las herramientas de movimiento dinámico de SOLIDWORKS a fin de comprobar las interferencias de los componentes en los ensamblajes. Además de ahorrar tiempo y reducir costes durante el desarrollo, los prototipos virtuales y visuales de piezas ayudan a minimizar las iteraciones de ensayo y error durante las pruebas de rendimiento y seguridad, que son requisitos para obtener las aprobaciones normativas gubernamentales necesarias para comercializar y vender sistemas robóticos en varios países.

“SOLIDWORKS Simulation nos ayudó a minimizar las pruebas de seguridad de nuestros robots a través del análisis de elementos finitos”, apunta Byeonghun Na, diseñador jefe. “Hacer maquetas físicas requiere mucho tiempo. Por eso, utilizamos SOLIDWORKS para crear prototipos visuales de las piezas antes de ensamblarlas físicamente”.

FABRICACIÓN MÁS SENCILLA MEDIANTE IMPRESIÓN EN 3D

La fabricación de prótesis robóticas a medida exige, además de una capacidad de diseño sólida para adaptar rápidamente los diseños a cada persona, un medio rentable para fabricar las piezas a la primera. Una vez más, Angel Robotics utiliza los datos de diseño de SOLIDWORKS para crear rápidamente piezas de plástico mediante la fabricación aditiva en su impresora 3D Stratasys Fortus.

“SOLIDWORKS proporciona una interfaz intuitiva y sencilla para utilizar impresoras 3D, lo que hace que el proceso de fabricación general sea sencillo y rápido”, afirma Kong. “SOLIDWORKS es muy efectivo en el sentido de que permite a todos los usuarios utilizar funciones complicadas y profesionales sin consumir demasiado tiempo y energía. Su característica más destacable es la interfaz de usuario, intuitiva y fácil de usar”.