Las metodologías de producción de fabrica se mejorarán gracias a la fabricación aditiva escalable de grado industrial.

Durante más de dos siglos, la producción industrial en fábricas se destacó por cuatro aspectos clave: capacidad de repetición del proceso, durabilidad de las piezas producidas, productividad del flujo de trabajo y bajo costo total de operación. Los flujos de trabajo de las fábricas se optimizaron para producir las mejores piezas posibles en cantidad y de la forma más económica posible. Cualquier método de producción o proceso de flujo de trabajo nuevos cuya intención sea la de agregarse a este proceso estándar debe ofrecer las mismas ventajas o superarlas. 

En la actualidad, la fabricación experimenta una rápida transformación: proceso que algunos llaman Industria 4.0. Las nuevas demandas del mercado obligan a los fabricantes a aumentar su velocidad y agilidad. Los nuevos modelos de negocios requieren una respuesta rápida a las demandas de los clientes y una iteración rápida del diseño. Los fabricantes necesitan ciclos de producción más cortos y una evolución más rápida de los ecosistemas de los productos, es decir, deben fabricar productos físicos al ritmo digital. 

Fabricación aditiva escalable en metal para imprimir piezas grandes sin inconvenientes.
La impresora DMP Factory 500 es una solución de impresión 3D en metal con flujos de trabajo optimizados que permite gran escalabilidad, repetición de piezas de alta calidad, gran rendimiento y bajo costo total de operaciones. Es capaz de producir piezas de hasta 500 mm x 500 mm x 500 mm.

Afortunadamente para los fabricantes que deben enfrentar estas presiones, las tecnologías de impresión 3D han evolucionado hasta convertirse en activos estratégicos para la producción industrial en fábricas. Los nuevos materiales, métodos de impresión y procesos de flujo de trabajo y las nuevas capacidades de diseño implican la posibilidad de adoptar un enfoque digital para el proceso de fabricación. Durante los últimos 30 años, la impresión 3D ha sido un producto básico de investigación y desarrollo para la revisión del diseño, la creación de prototipos y, en ocasiones, la fabricación única y de soportes. En la actualidad, la impresión 3D se une a la fábrica para formar parte del proceso de fabricación de los productos finales en grandes volúmenes de producción. 

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3D Systems llama a esta revolución "Fabricación digital". Esta cumple con los cuatro criterios clave de la producción industrial:

  • Garantiza una capacidad de repetición de las piezas de Six Sigma.
  • Asegura la durabilidad de las piezas a través de nuevas técnicas de diseño y materiales de plástico y metal innovadores.
  • Facilita una productividad continua, las 24 horas, los 7 días de la semana, a través de un proceso de producción innovador.
  • El costo total de fabricación de las piezas, para las piezas y los niveles de producción correctos, supera los métodos analógicos existentes.
  • Soporte aeroespacial topológicamente optimizado impreso en 3D con la impresora de fusión de metales con cama de polvo DMP Factory 350 de Thales
  • Las piezas creadas con las tecnologías de fabricación digital pueden ser más que repetibles y duraderas. Pueden cumplir con la promesa de la Industria 4.0 y ofrecer productos y procesos imposibles de lograr con métodos tradicionales. Los algoritmos de diseño avanzado permiten crear retículas interiores en lugar de sólidas, lo que da como resultado piezas más livianas, sin embargo, más fuertes. Las industrias de moldeado por inyección pueden diseñar moldes de enfriamiento de conformación en cuestión de horas en lugar de semanas o crear nuevas piezas termoplásticas en grandes volúmenes. Los procesos de fundición digital permiten crear patrones de fundición de moldes de cera y piezas fundidas de manera rápida y flexible, sin los costos ni la demora que implican las herramientas, ni los peligros inherentes de la fundición tradicional para la impresión directa en metal.

Tres pilares de la fabricación digital

La firma de investigación Jabil reveló que el 68 % de los fabricantes de automóviles indica que se logró un objetivo de tiempo de comercialización de dos años, frente a los diez años que se demoraba hace tan solo algunos años. Otras industrias tienen requisitos similares de velocidad para el lanzamiento de nuevos productos. Para satisfacer estas nuevas exigencias del mercado, es necesario contar con la velocidad de producción innovadora y las capacidades disponibles mediante la fabricación digital. 

La fabricación digital ofrece oportunidades de transformación para el moldeado por inyección, la fundición y la producción de piezas. Hay tres pilares en la fabricación digital: los metales, los plásticos y la fundición digital. Las necesidades del fabricante dependerán de la industria, los productos y el nivel de velocidad requerido para pasar del diseño a las piezas. A fin de desarrollar su máximo potencial, los tres pilares dependen de un software de última generación. 

  • Fabricación digital con metales

    Impresora 3D en metal DMP Flex 350 robusta de 3D Systems para una producción de piezas las 24 horas, los 7 días de la semana, y una gran flexibilidad de aplicación

    La fabricación digital con metales usa un proceso modular que incorpora soluciones de fabricación aditiva y sustractiva para producir piezas con una capacidad de repetición industrial de manera continua. Así, es posible aprovechar los principales metales de la industria, La fabricación aditiva se integra con las metodologías tradicionales para crear piezas más eficientes, más rápido.

  • Fabricación digital con plásticos

    Piezas impresas con la Figure 4 Standalone en 3Dprintedparts.com

    La fabricación digital con plásticos utiliza los últimos aditivos termoplásticos y resinas para crear piezas duraderas en grandes volúmenes, en una fracción del tiempo que demora llevar a cabo la producción a través de métodos de moldeado por inyección tradicionales y para piezas plásticas de tiradas cortas sin cantidades mínimas para un pedido (MOQ) ni costos relacionados con las herramientas o demoras.

  • La fundición digital

    Los patrones de cera de impresión 3D encajan perfectamente en el proceso de producción rápida de piezas fundidas

    Con la fabricación digital es posible crear, iterar, perfeccionar y producir piezas de fundición a una mayor velocidad y de manera más flexible, sin tener que afrontar el costo y la demora relacionados con las herramientas. Las empresas que están utilizando procesos de fundición digital son capaces de ofrecer piezas de fundición en unos pocos días, después de recibir los datos de CAD, en lugar de esperar hasta 12 semanas por las herramientas.

Poner en marcha la fabricación digital

La fabricación digital implica más que un nuevo hardware. 3D Systems ha invertido mucho en la investigación y el desarrollo de nuevos materiales y software. Una amplia variedad de metales, termoplásticos y resinas certificados están disponibles para su uso en el marco de la fabricación digital. Además, el software de preparación de archivos de 3D Systems elimina la necesidad de contratar expertos en CAD e invertir en costosos softwares para la fabricación. De esta manera, podrá generar un ahorro significativo en los costos.

Los fabricantes ahora pueden rediseñar sus modelos comerciales y obtener ventajas competitivas en la era de la Industria 4.0. A medida que los ingenieros y los ejecutivos comprenden los beneficios de la fabricación digital, descubren nuevas maneras de crear mejores productos más rápido. Aquellos que acepten la fabricación digital podrán crear nuevos productos, adoptar nuevos modelos de negocios y desarrollar nuevas empresas.