5 formas en que la impresión 3D puede beneficiar a la industria de bienes de consumo (actualización de 2021)

Además, ejemplos de la tecnología en acción.
¿Sabías eso? 76 por ciento de las empresas de bienes de consumo ¿ya utiliza la impresión 3D?

Las empresas de bienes de consumo se están lanzando a la impresión 3D para proporcionar productos y servicios más centrados en el cliente de forma rentable.

Con la impresión 3D cada vez más adoptada por las marcas de consumo, nos sumergimos en los beneficios de la tecnología y exploramos cómo seis segmentos de bienes de consumo utilizan la impresión 3D en la actualidad.

5 beneficios de la impresión 3D para las empresas de bienes de consumo

1. Ciclos de desarrollo acelerados

La impresión 3D permite producir prototipos mucho más rápido que con las técnicas de fabricación tradicionales, como el CNC.

En un ejemplo, la impresión 3D ha ayudado a una empresa de envases para el consumidor, Toly, a reducir el tiempo de desarrollo de meses a días. Con CNC, que la empresa utilizaba para prototipos antes de la impresión 3D, el tiempo desde un diseño hasta un prototipo podía llevar hasta 3 semanas. Luego, imagine cuánto tiempo tomaría si la empresa quisiera hacer tres o más iteraciones.

La impresión 3D acelera el proceso de evaluación de conceptos de diseño y realización de cambios, lo que permite a Toly producir prototipos durante la noche y realizar pruebas al día siguiente.

Una de las tecnologías que adoptan las marcas de consumo, como parte de la fase de validación del diseño, es la impresión 3D de múltiples materiales. Esta tecnología les permite crear prototipos con varias texturas y colores, replicando el aspecto y la sensación del producto final.

2. Mayor flexibilidad de diseño

La impresión 3D permite a las empresas lograr la máxima libertad de diseño al realizar geometrías complejas, imposibles de fabricar mediante procesos convencionales.

La capacidad de producir características complejas ya ha llevado a productos innovadores, como entresuelas de zapatos con estructuras de celosía incorporadas o partes de bicicletas, optimizadas para brindar resistencia y durabilidad.

3. Personalización

Desde auriculares personalizados hasta calzado personalizado, la personalización es un término en boca de todos.

Sin embargo, a pesar del bombo publicitario, la personalización sigue siendo uno de los principales beneficios de la impresión 3D para bienes de consumo.

La impresión 3D crea nuevas posibilidades personalizables porque no requiere costosos cambios de herramientas basados ​​en especificaciones individuales.

En la impresión 3D, los datos de diseño se transfieren a una impresora 3D, sin necesidad de herramientas, por lo que la única herramienta que utiliza un fabricante es la propia máquina.

Esto también significa que la complejidad que conlleva la personalización no genera costos adicionales. Una impresora 3D no requiere más tiempo, energía o material para fabricar una forma compleja que una simple, y cero herramientas significa que imprimir una variedad de diseños no requiere costos de producción adicionales.

4. Fabricación de herramientas

La producción de herramientas y moldes de inyección también puede beneficiarse de la impresión 3D. El 39% de las empresas de productos de consumo, encuestadas por EY, ven el valor de mejorar la fabricación tradicional con herramientas impresas en 3D.

Por ejemplo, Unilever utiliza la impresión 3D para herramientas de moldeo por inyección, produciendo piezas prototipo en el material final para pruebas funcionales y de consumo. El uso de la tecnología para moldes ayuda a la empresa a reducir los tiempos de entrega de los prototipos en un 40 por ciento.

En otro ejemplo, Estée Lauder Companies (ELC) está utilizando la última tecnología de impresión 3D para modernizar la fabricación en su planta de fabricación de Whitman en el Reino Unido, donde se producen muchas de sus prestigiosas marcas de cuidado de la piel y las fragancias Jo Malone London.

Al producir los frascos de fragancias de 30 ml de Jo Malone London, por ejemplo, se utilizan nuevas plantillas impresas en 3D como una herramienta de garantía de calidad para la alineación de etiquetas en los frascos, lo que ahorra tiempo y costos.

Gracias al uso de la tecnología, la empresa también puede diseñar y probar nuevas piezas de máquinas en horas en lugar de semanas o meses, y por tan solo unos pocos dólares por pieza, en lugar de miles de dólares.

5. Sostenibilidad

El proceso de impresión 3D funciona de forma aditiva, agregando capas de material para producir una pieza, a diferencia de la fabricación sustractiva tradicional. Gracias a este proceso, la impresión 3D puede reducir significativamente el desperdicio de material, lo que hace que el proceso de fabricación sea más sostenible.

>> Más información sobre sostenibilidad en la impresión 3D

Nike ha demostrado las posibilidades de reducción de residuos:al utilizar la impresión 3D en sus zapatillas FlyKnit, la empresa pudo producir hasta un 60% menos de residuos en comparación con los métodos tradicionales de cortar y coser.

Cómo los segmentos de bienes de consumo utilizan la impresión 3D en 2020

Calzado

La oportunidad de impresión 3D en la industria del calzado es enorme:el segmento podría convertirse en el segmento de productos de consumo impresos en 3D más grande en la próxima década.

Las principales marcas de calzado ya están explorando el alcance de la impresión 3D para calzado, impulsadas por el deseo de crear nuevas experiencias para sus clientes.

La realidad del panorama del consumidor actual es que los consumidores quieren experiencias personalizadas.

En respuesta, muchas empresas de calzado permiten a los clientes pedir zapatos con una cantidad limitada de personalización, por ejemplo, ofreciendo una selección limitada de colores.

La impresión 3D, por otro lado, permite a las empresas desbloquear un nuevo nivel de personalización, gracias a la capacidad de crear zapatos diseñados específicamente para el usuario.

Un ejemplo de este enfoque en la práctica son las plantillas de zapatos impresas en 3D personalizadas del Dr. Scholl.

A través de la asociación con la empresa de tecnología Wiivv, Dr. Scholl's ofrece una aplicación de personalización que crea un escaneo preciso de los pies de un cliente. Para garantizar que el escaneo sea exitoso, los clientes deben tomar algunas fotos de sus pies desde diferentes ángulos.

La tecnología de escaneo dentro de la aplicación creará plantillas personalizadas, basadas en 400 puntos de mapeo de cada pie. Mediante este proceso, que lleva menos de 5 minutos, se pueden diseñar los insertos para garantizar un ajuste personalizado para cada cliente.

Una vez que se genera el diseño en 3D, las plantillas personalizadas se imprimen en 3D y se entregan en la puerta del cliente en un plazo de 14 días, por $ 99. Además, los consumidores pueden usar la aplicación para agregar diferentes diseños que se adapten a sus preferencias personales a la plantilla impresa en 3D.

Además de las plantillas personalizadas, empresas como Adidas, Nike, New Balance están explorando las formas en que la impresión 3D puede beneficiar la fabricación de entresuela y empeine de zapatos.

A pesar del progreso, los ingresos por impresión 3D de calzado representan menos del 1 por ciento de los ingresos del mercado mundial del calzado.

Significa que el uso de la impresión 3D en el calzado sigue siendo limitado, en gran parte porque la tecnología actualmente carece de la escalabilidad para adaptarse a las necesidades intensivas y de alta productividad de la industria del calzado.

Dicho esto, las tendencias en la fabricación digital y la demanda de experiencias personalizadas continuarán impulsando a las marcas de calzado a explorar más las oportunidades de impresión 3D y encontrar formas de aplicar la tecnología a escala.

Bisutería y accesorios

Se espera que el valor de los metales preciosos para AM alcance los $ 1.8 mil millones a nivel mundial para 2028, según SmarTech Analysis. Teniendo esto en cuenta, las joyas, los accesorios y los objetos decorativos pueden ser algunas de las aplicaciones más exitosas de la impresión 3D dentro de la industria de bienes de consumo.

Dentro de estos segmentos, la impresión 3D se puede utilizar para aplicaciones de fabricación tanto directas como indirectas. La fabricación indirecta implica el uso de impresión 3D para crear un molde de cera, que luego se utiliza en la fundición a la cera. Este proceso ahorra tiempo, energía y los altos costos asociados con el tallado de modelos a mano.

Por ejemplo, la empresa canadiense de joyería Vowsmith, que se especializa en anillos personalizados, pudo reducir sus tiempos de producción y entrega en un 50% al integrar impresoras 3D para la producción de moldes de cera. En una sola impresión, la empresa puede producir entre 35 y 40 patrones de anillos personalizados, listos para la fundición.

La impresión 3D directa con metales preciosos también es posible, aunque el número de sistemas de impresión 3D capaces de procesar metales preciosos sigue siendo limitado.

La empresa austriaca de joyería BOLTENSTERN ha utilizado la impresión 3D directa para producir piezas de joyería, como pulseras, pendientes, collares y gemelos.

En asociación con COOKSONGOLD, un proveedor de polvos de metales preciosos, BOLTENSTERN utilizó tecnología AM basada en polvos metálicos para crear su colección de joyas "Embrace". Según el joyero, esta es la primera colección comercial del mercado que se imprime directamente en 3D en oro y platino.

Gafas

La impresión 3D ofrece a los diseñadores de gafas más libertad para crear nuevos estilos. Los diseñadores pueden experimentar con nuevas formas y texturas que serían difíciles y, en muchos casos, económicamente inviables con las técnicas tradicionales.

Al mismo tiempo, la tecnología permite a las marcas de gafas ofrecer a sus clientes más opciones en lo que respecta al diseño de la montura de las gafas. Las opciones pueden incluir diferentes formas, colores y texturas.

Hoet Design Studio, un fabricante belga de gafas de alta gama, es una empresa que ha desarrollado una colección de gafas con la ayuda de la impresión 3D.

La colección Hoet Couture presenta cinco modelos producidos con tecnología de fusión por láser. Una parte frontal del marco de vidrio está hecha de titanio, con una estructura geométrica en forma de malla que no se podría realizar mediante ninguna otra técnica que no sea la impresión 3D.

Aunque muchas empresas son pioneras en la impresión 3D de gafas, la tecnología aún no está lista para la producción en masa y se utiliza principalmente para fabricar pequeños lotes de productos. Pero incluso con lotes pequeños, las marcas de gafas pueden diferenciarse y explorar avenidas nuevas, en gran parte sin explotar, como las monturas de gafas personalizadas impresas en 3D.

Fabricación de bicicletas

La impresión 3D ofrece una gama de beneficios únicos para la producción de bicicletas, razón por la cual un puñado de fabricantes de bicicletas especializados ya están integrando componentes impresos en 3D en sus productos.

Si bien algunas empresas utilizan la impresión 3D para reducir el costo de las bicicletas de titanio y fibra de carbono tradicionalmente caras, otras están experimentando con nuevas formas para aumentar el rendimiento de la bicicleta.

Por ejemplo, la empresa británica de fabricación de bicicletas, Empire Cycles, se asoció con el fabricante de impresoras 3D, Renishaw, para crear un cuadro de bicicleta de titanio optimizado topológicamente. Renishaw desarrolló un nuevo diseño de cuadro que era un 33% más ligero que el original.

Tener una bicicleta liviana ofrece una variedad de beneficios para un ciclista. En primer lugar, permite a los ciclistas alcanzar velocidades más rápidas y subir cuestas con mayor facilidad. En segundo lugar, una bicicleta más ligera responde mejor a los movimientos del ciclista⁠, lo que proporciona ventajas clave para los ciclistas competitivos.

Y aunque estamos un poco lejos de ver la impresión 3D para la producción en masa dentro de la industria de la bicicleta, está claro que más marcas eventualmente se unirán al carro de la impresión 3D para agregar valor a sus resultados, así como a la experiencia del cliente.

Belleza y cosmética

La impresión 3D también se está abriendo camino en la industria de la belleza. La empresa de moda francesa, Chanel, es una empresa que demuestra el potencial de la impresión 3D, y lanzó el primer pincel de rímel impreso en 3D del mundo en 2018.

El cepillo de rímel Révolution Volume se creó utilizando SLS, una tecnología que utiliza un rayo láser para fusionar capas de poliamida en polvo.

Con la impresión 3D, se ha optimizado el diseño del pincel; por ejemplo, la textura granular áspera mejora la adherencia de la máscara a las pestañas.

Aunque la impresión 3D puede ser nueva para la industria cosmética, pioneros como Chanel muestran cómo la tecnología podría transformar la forma en que se fabrican los productos cosméticos.

Electrónica de consumo

Si bien la electrónica impresa en 3D aún está en su infancia, las carcasas electrónicas personalizadas, los estuches de memoria USB y los teclados ya son una realidad. La impresión 3D se puede utilizar para crear recintos electrónicos con un toque personalizado, con formas complejas y varios colores, gráficos y tamaños disponibles.

La empresa holandesa Moogue ya ha tenido éxito en esta área. Moogue ofrece un configurador en línea que permite a los clientes personalizar carcasas de teléfonos impresas en 3D eligiendo entre una amplia gama de colores, imágenes y patrones.

Desafíos de la impresión 3D para la industria de bienes de consumo

Si bien los fabricantes de bienes de consumo reconocen cada vez más los beneficios de la impresión 3D, aún existen desafíos para implementar la tecnología.

Es cierto que las tasas de adopción de la impresión 3D, dentro de la industria de bienes de consumo, siguen siendo relativamente bajas, especialmente en comparación con industrias pioneras, como la aeroespacial y médica.

Para la mayoría de las empresas de bienes de consumo, implementar una línea de producción de impresión 3D no es económicamente viable, al menos por ahora. Por un lado, los volúmenes de producción en impresión 3D no pueden competir actualmente con los volúmenes logrados con la fabricación convencional.

Sin embargo, con tecnologías como Carbon's Digital Light Synthesis, inyección de aglutinante metálico y HP Multi Jet Fusion, todas superando los límites de las velocidades y volúmenes de producción, un sistema de producción escalable comercialmente puede estar dentro del ámbito de las posibilidades.

Crear una ventaja competitiva con la impresión 3D

A medida que la impresión 3D se vuelve más escalable, esta década verá más empresas de bienes de consumo probando la impresión 3D. Esto ayudará a identificar las aplicaciones y productos que pueden beneficiarse más de la tecnología, lo que permitirá a las empresas introducirla en sus flujos de trabajo de producción.

Sin embargo, la adopción exitosa de la impresión 3D en la producción también requerirá que las empresas de bienes de consumo integren soluciones, como el software MES, que ayuden a administrar el flujo de trabajo de un extremo a otro.

Los procesos digitales, como la impresión 3D, necesitarán herramientas digitales que le permitan procesar más pedidos y brindar visibilidad sobre las operaciones, incluso si están dispersas en varios sitios.

Con todo, la impresión 3D será una de las tecnologías clave que darán forma a las nuevas tendencias en el sector de los bienes de consumo, desde los diseños pioneros hasta la personalización masiva. Ha llegado el momento de que las empresas actúen si quieren liderar estas tendencias y desarrollar su ventaja competitiva.