¿Es la manufactura aditiva adecuada para usted? Una guía práctica de decisión

La Manufactura Aditiva, también conocida como impresión 3D, ha pasado de ser una novedad futurista a una tecnología ampliamente disponible. Aunque la manufactura aditiva existe desde mediados de los años 80, el crecimiento en uso y comercialización de la tecnología ha explotado en los últimos cinco años. Las impresoras se han vuelto más rápidas, baratas y compactas, sin mencionar la selección siempre creciente de materiales plásticos y metálicos.

La manufactura aditiva rompe los límites de los métodos tradicionales al cambiar la forma en que se crean y soportan las piezas de producción. Cuando se aplica a las situaciones correctas, la manufactura aditiva puede entregar productos con mayor eficiencia y rendimiento mejorado. Las ventajas no terminan ahí; hay una gran cantidad de ventajas financieras de la impresión 3D, que van desde reducción de desperdicio de producto hasta menor costo para piezas complejas hasta oportunidades de ingresos en producción de pequeñas cantidades.

Esta guía completa cubre una profundidad de información sobre manufactura aditiva, sus beneficios, qué considerar al comenzar y más.

Enlaces rápidos

• ¿Qué es la manufactura aditiva?
• 6 beneficios de aprovechar la manufactura aditiva en su instalación
• ¿Es la manufactura aditiva adecuada para su empresa? 5 consideraciones antes de implementar esta tecnología
• Maximice su inversión en manufactura aditiva con CMTC

¿Qué es la manufactura aditiva?

La manufactura aditiva, o impresión 3D, es un proceso que crea un objeto tangible a partir de un diseño digital. Mientras una impresora 2D tradicional usa una computadora para leer un archivo e imprimir una réplica plana, bidimensional en tela o papel, la impresión 3D crea un objeto físico a partir de un archivo digital, utilizando capa tras capa de material, hasta formar un objeto tridimensional completo.

Las tecnologías de manufactura aditiva construyen objetos tridimensionales una capa fina a la vez. Cada capa subsiguiente se une a la capa anterior de material parcialmente fundido. En otras palabras, en lugar de remover material durante el proceso de producción para crear características de pieza como agujeros, la pieza se construiría usando métodos de manufactura aditiva con el agujero ya formado en la pieza terminada.

El material de capa puede ser casi cualquier tipo de sustancia, desde polvo metálico, cerámicas, termoplásticos, vidrio, ¡incluso chocolate! Como resultado, las impresoras 3D no son talla única; hay una variedad de opciones para impresión 3D, por lo que el tipo de impresora varía para diferentes aplicaciones.

La manufactura aditiva se ha usado para construir modelos físicos, prototipos, componentes de herramientas y piezas de producción en una variedad de medios, incluyendo metal, plástico y materiales compuestos. Casi cualquier forma puede replicarse en una impresora 3D, y las piezas pueden fabricarse en una variedad de colores e incluso con más de un material.

6 beneficios de aprovechar la manufactura aditiva en su instalación

La impresión 3D ha sido aclamada por sus habilidades innovadoras de manufactura industrial. Hay varias ventajas que hacen de esta tecnología un activo valioso defendido por empresas en todo el mundo, incluyendo:

Reducción de costos de desarrollo

Esta tecnología avanzada tiene el estereotipo de ser algo costosa, debido a su costo inicial. Sin embargo, los costos de desarrollo reducidos a largo plazo rinden beneficios de ahorro.

En términos de costos de operación de máquina, depende del tamaño de la impresora 3D. La mayoría de impresoras 3D de escritorio usan tanta energía como una laptop, mientras que algunas impresoras 3D industriales grandes usan una cantidad significativamente mayor. Aún así, su capacidad para producir objetos complejos en un solo paso resulta en mayor eficiencia y productividad.

Una de las principales ventajas de la impresión 3D es el costo reducido de mano de obra. Además del posprocesamiento, la mayoría de impresoras son autosuficientes y apenas necesitan asistencia de un operador. Los costos laborales para una impresora 3D son esencialmente inexistentes, comparados con la manufactura tradicional donde operadores altamente calificados suelen ser necesidades.

Además, la manufactura aditiva a bajos volúmenes es competitiva en costo comparada con la manufactura tradicional. Es significativamente menos costoso imprimir en 3D prototipos que con otros métodos, como moldeo por inyección, moldes y matrices tradicionales, fresado y mecanizado.

Menos desperdicio de producto

Al diseñar borradores en un programa de computadora y enviarlos a imprimir, el tiempo para crear y producir nuevos diseños se acorta drásticamente con menos desperdicio. Este proceso digital-a-digital elimina los pasos intermedios adicionales del prototipado tradicional.

Además, la impresión 3D ha aumentado la velocidad de respuesta. Con la capacidad de crear iteraciones rápidas, la impresión 3D identifica problemas de ingeniería y diseño que habrían tomado semanas, si no meses, en descubrir en manufactura tradicional.

La manufactura aditiva permite la creación de diseños complejos que normalmente son demasiado difíciles o costosos de construir. El desarrollo de procesos puede lograrse en menos tiempo con dinero gastado en diseñar y construir prototipos con métodos tradicionales, como moldes y matrices. También hay menos desperdicio por la necesidad de desechar moldes para piezas y características que han cambiado en iteraciones de prototipos.

Las decisiones sobre diseños finales de piezas pueden lograrse más rápido porque el tiempo requerido para diseño y creación efectivos se reduce. En general, la manufactura aditiva ofrece un proceso de diseño más efectivo y eficiente con menos desperdicio y gasto reducido.

Mejora de la calidad de productos

Las ventajas de la impresión 3D se extienden a proporcionar mejor calidad en diseño de producto y desarrollo de procesos. La manufactura aditiva permite a los fabricantes crear productos superiores porque los problemas de diseño, como mala ergonomía, pueden identificarse temprano y resolverse rápidamente. Como resultado, la calidad de las piezas puede mejorarse con un diseño final mejor con impresión 3D.

Además, este avance tecnológico permite a los ingenieros construir piezas complejas e intrincadas que no son rentables o incluso posibles con métodos de manufactura típicos. Los ingenieros ya no están restringidos a limitaciones de equipos tradicionales; algunas piezas diseñadas como ensamblajes que requerían unión, sujeción o soldadura pueden imprimirse como una sola pieza. Esto reduce desperdicio mientras a menudo agrega mayor resistencia y durabilidad al producto y reduce puntos potenciales de falla.

La impresión 3D también puede crear piezas de una variedad de sustancias diferentes, como termoplásticos. Algunos de estos materiales pueden reducir sustancialmente el peso manteniendo resistencia e integridad. Esto es excepcionalmente útil cuando los ingenieros quieren mantener resistencia pero reducir peso.

La manufactura aditiva puede ser una tecnología valiosa para crear productos duraderos que mantengan uso continuo debido a su calidad mejorada.

Prototipado genuinamente rápido

¿Recuerda cuando el prototipado "rápido" significaba un plazo de semanas o meses para diseñar y fabricar? Esto se debía principalmente a la necesidad de fabricar una herramienta o fijación de prototipo y probablemente subcontratar una parte de este trabajo, ya que muchos fabricantes se enfocaban en producción, pero no querían ocupar tiempo valioso para producir una sola pieza de prototipo.

Con manufactura aditiva, puede diseñar y producir un prototipo en una impresora 3D en horas, ¡no semanas! En lugar de diseñar para manufactura, ahora puede manufacturar para diseño. Además, las piezas pueden producirse para cumplir especificaciones complejas de clientes específicos. Esto cambia el juego para el prototipado.

¿Qué significa esto para su empresa? Con una inversión relativamente pequeña en una impresora 3D y experiencia, ahora puede producir rápidamente maquetas de un nuevo producto y tenerlo en manos del cliente en cuestión de días. Además, puede producir una pieza para un nicho de mercado muy específico, lo que podría llevar a la producción de productos de alto margen de ganancia.

Un medio para atraer talento, experiencia y entusiasmo a su empresa

En el segundo artículo de nuestra serie sobre atracción de la generación millennial, "Cómo atraer a los millennials y preservar el futuro de la manufactura", discutimos la incorporación de manufactura aditiva y otras nuevas tecnologías en su lugar de trabajo para atraer trabajadores calificados de esta población. Como se indica en ese artículo, puede usar equipos de manufactura aditiva para atraer trabajadores jóvenes y calificados a su instalación.

¿Es la manufactura aditiva adecuada para su empresa? 5 consideraciones antes de implementar esta tecnología

Como con la implementación de cualquier cambio sustancial en su proceso manufacturero, hay varios factores a considerar y explorar antes de traer nueva tecnología a su empresa.

Reconozca el cambio de mentalidad asociado con la manufactura aditiva

Si bien la manufactura aditiva es una herramienta poderosa para fabricantes, el uso efectivo requiere un cambio de mentalidad para ingenieros de diseño y gerentes de empresa. La manufactura aditiva va en contra de muchos principios que la mayoría de ingenieros de diseño, mecánicos e industriales aprenden en la escuela.

Por ejemplo, tradicionalmente, láminas de metal se han usado como materia prima para un proceso de fabricación de metal. Estas láminas se cortan con láser para producir una forma. El trabajo de los ingenieros de diseño ha sido ordenar el tamaño correcto de lámina de acero y diseñar el programa para optimizar el anidamiento de piezas dentro de esa lámina para minimizar desperdicio. Menos acero removido, menores costos de desperdicio, mayores ganancias.

En el caso de la manufactura aditiva, en lugar de enfocarse en reducir la cantidad de material removido de un proceso, construye un producto hacia arriba, agregando material donde se necesita o quitándolo en la fase de diseño para producir una pieza. Así que, en lugar de cortar una forma de una lámina de acero, construyes la misma pieza usando una impresora 3D. Si no te gusta la forma o características, simplemente cambia el modelo e imprime otro. Una vez que tienes un diseño que te gusta, puedes imprimir tantas copias como necesites.

Como puede ver, la mentalidad de diseño se voltea cuando la manufactura aditiva está involucrada. Las consideraciones cambian de reducir material removido a optimizar el diseño de la pieza y luego construir una pieza, una por una.

Aquí hay algunas formas simples y relativamente económicas de reentrenar a sus ingenieros de diseño para trabajar con tecnologías de impresión 3D:

Aprenda

Muchas universidades y colegios comunitarios han desarrollado programas de manufactura aditiva. Estos pueden variar desde especializaciones de grado y programas de certificación hasta talleres y seminarios de manufactura aditiva. Los eventos de manufactura aditiva también brindan oportunidades para que ingenieros y gerentes aprendan más sobre la tecnología, lo cual es crítico para cualquier cambio significativo de proceso.

Lea

Revistas como Make Magazine se publican para mostrar ejemplos de materiales 3D y proporcionar comparaciones entre modelos de impresoras para que pueda seleccionar la adecuada para su empresa. Internet también contiene una gran cantidad de datos sobre manufactura aditiva e impresión 3D. Nuestro sitio web tiene una sección completa dedicada a información y recursos de manufactura aditiva.

Haga networking

Pregunte y conéctese con fabricantes locales que usan impresión 3D. Aprenda cómo utilizan sus características y optimizan sus capacidades. Redes de fabricantes, cámaras de comercio locales y eventos son lugares donde puede encontrar otros que usan la tecnología.

Experimente

El costo de impresoras 3D personales y de escritorio ha bajado dramáticamente a medida que se introducen más modelos y aumenta la competencia en este mercado. Una mini-impresora de escritorio puede comprarse por tan solo $500. Si está considerando incorporar manufactura aditiva en sus operaciones, compre una o unas pocas y proporciónelas a sus ingenieros, como hace Ford Motor Company. No hay mejor manera de aprender sobre la tecnología y cambiar la mentalidad que dejando que los diseñadores e ingenieros jueguen con la tecnología. Una vez que las capacidades de la Aditiva sean mejor comprendidas por sus diseñadores e ingenieros, identificar la tecnología Aditiva de grado industrial adecuada para las necesidades de su empresa será mucho más fácil.

Las nuevas tecnologías pueden ser aterradoras, ¡pero también emocionantes! La promesa de la manufactura aditiva en los próximos cinco años es emocionante, desde la producción de prótesis personalizadas funcionales hasta el uso de impresión 3D en la mayoría de aulas de primaria y hogares.

Maximice su inversión en manufactura aditiva con CMTC

¿Qué pasa si no sabe cómo usar una impresora 3D? Cuando la manufactura aditiva llegó al mercado por primera vez, solo había unos pocos recursos para ayudar a los fabricantes a usar la tecnología, y los que existían tendían a ser muy costosos. Hay otras formas gratuitas o económicas de familiarizar a su empresa con tecnología aditiva y posibles aplicaciones a su situación. CMTC patrocina seminarios web de manufactura aditiva, que incluyen presentaciones de expertos y recursos en el campo.

A medida que la demanda de piezas personalizadas sigue aumentando, los procesos de manufactura aditiva seguirán volviéndose cada vez más relevantes en el futuro. Los fabricantes de equipos AM predicen que a medida que más empresas comiencen a adoptar estas tecnologías, es solo cuestión de tiempo antes de que el futuro de la manufactura se transforme completamente.

CMTC reconoce la importancia de este camino a seguir y está aquí para ayudarle a transformar su empresa manufacturera con manufactura aditiva. Contáctenos para saber más.