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Cómo los fabricantes de equipos originales (OEM) de automóviles pueden resolver los desafíos de fabricación aditiva mediante la digitalización

[Crédito de la imagen:BMW]

Se prevé que el mercado de la impresión 3D para automóviles crecerá a una oportunidad de $ 9 mil millones para 2029. La automatización de las operaciones de AM será fundamental para impulsar este crecimiento.

A continuación, exploramos los desafíos que enfrentan los usuarios de AM en la industria automotriz que pueden obstaculizar este crecimiento y cómo la digitalización y el software pueden ayudar a enfrentar estos desafíos de frente.

Fabricación aditiva en la industria automotriz


Como corresponde a una industria que se trata de mover personas y cosas, la industria automotriz se encuentra en medio de un cambio importante.

La escasez de semiconductores, los cambios inminentes en los estándares de eficiencia de combustible y el aumento continuo de vehículos eléctricos e híbridos en todo el mundo se encuentran entre varias tendencias notables que darán forma a la industria automotriz en 2021.

Al mismo tiempo, los fabricantes de equipos originales y los proveedores de automóviles están lidiando con los efectos de la pandemia. La pandemia de COVID-19 hizo mella en las ventas de automóviles, especialmente en sus primeros meses. En última instancia, las ventas de 2020 cayeron aproximadamente un 15% año tras año, lo que indica una caída masiva para la industria.

Como parte de estas tendencias, los fabricantes de automóviles han realizado inversiones estratégicas en fabricación flexible y resiliencia de la cadena de suministro. Eso incluye poder incorporar cambios de diseño más rápidamente, mejorar la eficiencia de la línea de ensamblaje con herramientas más ergonómicas y brindar agilidad con repuestos bajo demanda.

La fabricación aditiva ha sido fundamental para ayudar a los fabricantes de automóviles a revitalizar su industria mediante la fabricación flexible.

Por un lado, la tecnología se ha arraigado en el desarrollo de productos automotrices, lo que permite a los diseñadores iterar y validar diseños más rápidamente con prototipos impresos en 3D. Por otro lado, los principales fabricantes de automóviles también han estado expandiendo su uso de la impresión 3D para herramientas de línea de ensamblaje, repuestos y repuestos para automóviles.

El creciente uso de AM en la producción también se debe en parte al aumento de los vehículos eléctricos. Los coches eléctricos deben ser más ligeros para ser más eficientes energéticamente.

Reducir el peso de los componentes requiere nuevos enfoques para el diseño de los componentes bajo el capó. AM es una de esas tecnologías que permite el aligeramiento y los nuevos diseños inviables con los métodos de fabricación tradicionales.

Dicho esto, a medida que crece el uso de AM en la automoción, también lo hace la complejidad de la gestión de la producción de AM, incluido el cumplimiento de pedidos, el control de calidad y la gestión de la cadena de suministro. Ya sea para la creación de prototipos o la producción en serie, los fabricantes de automóviles que utilizan AM internamente tienen que superar muchos desafíos.

A continuación, exploramos los desafíos más urgentes y cómo la automatización digital puede ayudar a las empresas automotrices a maximizar la productividad de su AM.

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Cinco desafíos de impresión 3D que los fabricantes de automóviles pueden resolver mediante la digitalización

1. Garantizar una entrega de prototipos más rápida

A medida que los fabricantes de equipos originales compiten por llevar las funciones avanzadas a las carreteras en primer lugar, existe una mayor demanda de prototipos rápidos. Ya sea que los fabricantes de automóviles necesiten visualizar conceptos o probar ideas con prototipos funcionales, la impresión 3D es una tecnología ideal.

Sin embargo, ejecutar una instalación o laboratorio de RP viene con su propio conjunto de desafíos. Por ejemplo, recopilar manualmente los pedidos de los clientes (que a menudo llegan por correo electrónico o por teléfono), cotizarlos y devolverlos a menudo pueden ser actividades no optimizadas que prolongan los plazos de entrega.

Gestionar el paso de pedido manualmente y con la ayuda de herramientas en silos como hojas de cálculo es propenso a errores y deja pocas oportunidades de mejora.

Una mejor solución sería estandarizar y automatizar el proceso de recopilación de solicitudes de impresión 3D. Una forma de hacerlo es implementando una plataforma que permita a los usuarios, p. Ej. ingenieros, para solicitar una pieza a través de un portal dedicado cargando un archivo 3D y eligiendo un material y tecnología adecuados.

Significa que pueden realizar un pedido en cuestión de minutos sin la necesidad de comunicarse con los asistentes de laboratorio de RP y recibir notificaciones automáticamente sobre cada hito en el flujo de trabajo de fabricación de su prototipo.

Una vez que el pedido está en el sistema, los gerentes de laboratorio de RP pueden rastrear los pedidos entrantes, priorizarlos y programar la producción. El proceso de envío de pedidos comienza a funcionar como una máquina bien engrasada a través de la automatización, lo que ahorra tiempo que los gerentes dedicarían de otra manera a recopilar y organizar datos manualmente.

Dado que la velocidad es una prioridad para los fabricantes de automóviles, cuanto más rápido los diseñadores puedan recibir sus prototipos, más ágiles serán para probar y validar ideas de productos. El desarrollo acelerado de productos, a su vez, contribuye a acelerar el tiempo de comercialización de vehículos nuevos y a una ventaja sobre la competencia.

2. Mejor control sobre la cadena de suministro de AM y el flujo de trabajo de subcontratación

La industria automotriz es una cadena integrada de proveedores, fabricantes y consumidores. Un producto confeccionado, como un automóvil u otro tipo de vehículo, consta de varios cientos o incluso varios miles de elementos fabricados y suministrados por diferentes empresas, a menudo ubicadas en diferentes países.

La cadena de suministro en AM automotriz es igualmente compleja:los fabricantes de equipos originales (OEM) de automóviles que buscan instalar piezas impresas en 3D en sus automóviles deben colaborar con diferentes proveedores para garantizar la producción y distribución oportuna de las piezas.

Sin embargo, como muestran nuestras múltiples conversaciones con los clientes, para muchos fabricantes de automóviles, el abastecimiento de piezas AM de terceros es ineficiente. El proceso a menudo implica correos electrónicos y llamadas de ida y vuelta para discutir y acordar precios, y hacerlo manualmente da como resultado una falta de transparencia y agilidad.

La cadena de suministro de AM es un área compleja de controlar, pero aquí hay algunos consejos sobre cómo puede administrar la cadena de suministro de AM de manera más eficiente:

  • Integre todos los proveedores y fabricantes de piezas en una plataforma de cadena de suministro y pedidos AM centralizada. Una red integrada de proveedores y subcontratistas le permite comparar los tiempos y costos de producción, lo que facilita la elección de un proveedor más adecuado.

  • Cuando se administra a través de un MES aditivo, una red de proveedores integrada le permite agilizar el flujo de pedidos mediante el enrutamiento automatizado. Esto permite que todos en la cadena de suministro automotriz estén preparados para recibir y procesar pedidos rápidamente.

  • Finalmente, colaborar con los proveedores a través de una plataforma centralizada crea visibilidad para las piezas y los proyectos de AM y le permite identificar retrasos u otros problemas desde el principio.

3. Garantizar la repetibilidad del proceso de AM y la calidad de las piezas

La eficiencia de producción y la calidad de las piezas son primordiales cuando se imprimen piezas de automóviles en 3D.

Sin embargo, aunque los procesos de fabricación tradicionales se comprenden bien, la industria aún está descubriendo los mejores enfoques para la FA que garantizarán una calidad repetida.

En AM, las piezas se producen en pequeños lotes, potencialmente en diferentes fábricas. Sin una forma de lograr una producción constante en todo momento, es un desafío para los fabricantes garantizar que las piezas siempre se fabriquen con las especificaciones exactas.

Para garantizar AM repetible y piezas acabadas de alta calidad, los fabricantes de automóviles deben establecer un flujo de trabajo estandarizado.

La estandarización de las operaciones de AM requerirá una gestión eficaz de los sistemas y procesos de AM, automatización y un alto nivel de conectividad para proporcionar una visibilidad completa del flujo de trabajo.

Por lo tanto, los fabricantes de equipos originales y los proveedores de automóviles necesitan un sistema de gestión de fabricación aditiva digital, como el MES aditivo.

Los MES aditivos modernos ofrecen herramientas poderosas que admiten operaciones de AM uniformes y estandarizadas.

Additive MES permite a los usuarios controlar las operaciones agregando números de serie únicos a las piezas y definiendo reglas que automatizan el flujo de piezas a través de diferentes pasos de producción. Por ejemplo, una vez que se confirma un pedido, el sistema puede asignar automáticamente piezas del pedido a máquinas específicas en función de parámetros definidos como material, tecnología, prioridad y disponibilidad de la impresora 3D.

Luego, una vez finalizada la impresión, el software MES puede realizar un seguimiento de las piezas durante las operaciones de posprocesamiento y los controles de calidad hasta la entrega, manteniendo un único hilo digital.

Cuando el software controla los procesos, elimina la posibilidad de errores como la asignación de piezas a la máquina incorrecta o la falta de plazos debido a prioridades de orden desordenadas.

Además, un sistema digital simplifica el control de calidad y las comprobaciones de auditoría. Cuando los datos están centralizados y cualquier cambio que se realice en ellos se registra y realiza un seguimiento, es más fácil rastrear la calidad y certificar los procesos de acuerdo con los estándares de la industria.

4. Maximización de la productividad de un laboratorio de fabricación aditiva

Al administrar una instalación o laboratorio de AM automotriz, existe una necesidad esencial de mejorar la productividad para lograr un mayor retorno de la inversión en costosos equipos y materiales de impresión 3D.

Pero, ¿cómo mide la productividad de su equipo de fabricación? ¿Cómo obtiene información para mejorar sus procesos?

Sin la tecnología adecuada, medir la productividad de la línea de producción de AM se vuelve arduo. Esto es especialmente cierto si confía en hojas de cálculo, papel o plataformas de software dispares.

Las herramientas manuales desconectadas son inadecuadas para la tarea de rastrear y medir la productividad de sus sistemas AM. Simplemente no brindan el nivel de visibilidad que necesita para ejecutar la producción de AM de manera efectiva.

Para realizar un mejor seguimiento de la productividad, puede utilizar un sistema MES aditivo integrado que se conecta con los sistemas de AM y genera informes sobre métricas cruciales, como el rendimiento, las tasas de fracaso frente a éxito y el tiempo de actividad de la máquina.

Armados con los datos, los gerentes de laboratorio pueden identificar cuellos de botella, como equipos de bajo rendimiento, y tomar medidas proactivas para mantener la eficiencia. Los datos sobre el rendimiento del laboratorio de AM pueden alentar a los gerentes a tomar decisiones comerciales cruciales para aumentar la productividad, como optimizar los parámetros de la máquina o asignar más operadores a tareas específicas.

5. Producir piezas de forma flexible y en el lugar donde se necesitan

Una de las mayores oportunidades que ofrece la impresión 3D es la fabricación de piezas o herramientas a pedido y en cantidades flexibles.

Sin embargo, para que este proceso sea eficiente y repetible, los fabricantes necesitan una base de datos completa de archivos AM y datos de producción que les permita encontrar, ordenar y producir piezas y herramientas bajo demanda.

La falta de un sistema adecuado para mantener una base de datos de este tipo niega los beneficios de la impresión 3D bajo demanda. Por ejemplo, almacenar archivos de impresión 3D en carpetas o enviarlos por correo electrónico puede llevar rápidamente a que se compartan archivos duplicados o incluso obsoletos.

Además, el almacenamiento no optimizado de datos de impresión 3D no puede respaldar la agilidad en la fabricación. Para los gerentes de laboratorio de AM puede llevar mucho tiempo encontrar la versión correcta de los archivos, verificar sus requisitos de producción y solo después enviarlos a producción.

Un mejor enfoque para la producción bajo demanda sería establecer un catálogo digital de piezas que almacene las últimas versiones de los modelos CAD, así como sus requisitos de producción.

Un único sistema de almacenamiento de archivos facilita la búsqueda del archivo de diseño y toda la información necesaria sobre la pieza, como el proceso y el material requeridos.

Un beneficio adicional de un inventario de piezas virtual es su capacidad para conectarse a sus otras aplicaciones de software, como ERP y MES.

La vinculación digital de su software de gestión de producción e inventario virtual tiene dos beneficios fundamentales. Primero, permite a los usuarios de AM ordenar piezas con solo hacer clic en un botón. Y en segundo lugar, los planificadores de producción de AM pueden recibir notificaciones sobre el pedido instantáneamente y programar las piezas para la producción sin un tedioso proceso de ida y vuelta.

Lea también:4 formas en que el inventario digital puede respaldar sus operaciones de fabricación aditiva


Impulsar el crecimiento de la AM automotriz con la digitalización


La fabricación aditiva ayuda a los fabricantes de automóviles y proveedores a adaptarse más al cambio e innovar más rápido. Sin embargo, para aprovechar al máximo el potencial de la AM, los adoptantes de tecnología deben garantizar la eficiencia y escalabilidad de la impresión 3D.

Para respaldar el crecimiento de AM, los fabricantes de automóviles con visión de futuro recurren a la digitalización de los procesos de flujo de trabajo críticos. La digitalización tiene muchos beneficios que ofrecer para la gestión de operaciones de AM, incluida la programación optimizada de pedidos y producción, cadenas de suministro integradas e inventarios virtuales para la fabricación aditiva bajo demanda.

Pero para aprovechar al máximo la digitalización, debe basarse en una plataforma centralizada que pueda conectar diferentes partes de las operaciones de AM para una visibilidad y trazabilidad completas.

Esta plataforma se puede encontrar en MES aditivo. A medida que las empresas automotrices aceleran el desarrollo de productos e introducen piezas de automóvil optimizadas con la ayuda de la impresión 3D, las soluciones digitales, como MES, las ayudan a hacerlo de manera más eficiente, abriendo oportunidades para una mejor toma de decisiones, optimización de procesos y crecimiento escalable.

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Impresión 3d

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