El futuro de la impresión 3D:12 conclusiones clave de la AM Landscape Digital Conference 2020 de AMFG (Parte 1)

En abril, AMFG reunió a profesionales y expertos de la impresión 3D en nuestra primera Conferencia digital 2020 sobre el panorama de la fabricación aditiva, donde compartimos perspectivas y conocimientos sobre el estado actual de la industria.

Los temas comunes de la conferencia giraron en torno a los esfuerzos en curso para combatir la pandemia COVID-19, el papel de la impresión 3D en las cadenas de suministro y la maduración continua de la tecnología, los materiales y el software de fabricación aditiva (AM).

Para aquellos que no pudieron asistir a la conferencia, hemos elaborado este artículo que explora los aprendizajes clave de la conferencia AM Landscape. También puede consultar nuestro canal de YouTube para ver cada una de las presentaciones de los oradores en línea.

1. La industria sigue creciendo

Victoria Akinsowon, directora de marketing sénior de AMFG, inició la conferencia con ella discurso de apertura que describió el estado de la industria AM en 2020.

A pesar de la batalla mundial con la pandemia COVID-19, la tecnología de impresión 3D continúa su camino de industrialización. Además de los factores externos, nuevos actores continúan ingresando al mercado de AM, mientras que las adquisiciones y asociaciones continúan floreciendo en toda la industria.

El crecimiento de la industria es particularmente evidente en la próxima infografía de AMFG sobre el panorama de fabricación aditiva 2020.

Junto con la maduración de la industria, la conectividad, tanto a nivel de máquina como de flujo de trabajo, y la colaboración crece a medida que los temas clave que impulsan el avance de la industria.

2. Los materiales son solo una pieza del rompecabezas de la impresión 3D

Los polímeros de alto rendimiento están creando numerosas oportunidades para aplicaciones avanzadas de impresión 3D en industrias como la aeroespacial, médica y automotriz.

En la primera presentación de la conferencia, Brian Alexander, Gerente de Desarrollo de Negocio y Producto Global de Solvay, se sumergió en el desarrollo de plásticos de alto rendimiento para impresión 3D y la forma en que abren nuevas aplicaciones para la tecnología. .

El proceso de desarrollo de materiales de alto rendimiento "no es un viaje fácil", dijo Brian, y requiere colaboración en todos los frentes.

“Hay tres partes principales en la fabricación aditiva. Es como un taburete de tres patas:puedes tener tantos materiales como quieras, pero si no tienes el equipo y las capacidades de procesamiento para procesarlos, el taburete se va a caer '.

Es por eso que Solvay ha estado trabajando en combinar la comprensión del proceso y el conocimiento del equipo durante los últimos tres o cuatro años, para poder llevar polímeros de alto rendimiento al mercado.

Hoy en día, Solvay es considerado el líder del mercado de filamentos PEEK, y la compañía también está desarrollando materiales en polvo para procesos de fusión en lecho de polvo, como SLS.

Ya que es importante Para saber cómo procesar materiales, también es fundamental comprender cómo aprovechar mejor el diseño para AM.

En este punto, Alexander destacó la necesidad de la simulación, que permite a los ingenieros predecir cómo se comportará el material una vez impreso. Los resultados de la simulación ayudan a optimizar el diseño de una pieza, con el objetivo final de mejorar sus propiedades mecánicas y prevenir la falla de la pieza.

Solo combinando el conocimiento sobre los materiales, los procesos y el diseño, es posible abra la puerta para un uso más confiable de la impresión 3D en las diferentes etapas del ciclo de vida del producto.

3. El software y la automatización son cruciales para permitir la personalización masiva con la impresión 3D

La personalización masiva permite a las empresas producir de forma rentable lotes de decenas de artículos, en comparación con los lotes de decenas de millones que normalmente se producen a través de la producción en masa.

Eso, en sí mismo, es un cambio desafiante, pero hay una tecnología que lo permite, y esa es la impresión 3D.

El próximo presentador, Timm Kragl, consultor senior de Phanos GmbH, una empresa de consultoría de impresión 3D, exploró cómo la impresión 3D permite a las empresas producir piezas personalizadas en la actualidad, el flujo de trabajo típico y los desafíos que implica. Por ejemplo, una pregunta que surge al utilizar la impresión 3D para producir piezas personalizadas es cómo identificar piezas muy similares que se imprimieron en una sola construcción.

Timm Kragl señaló varias formas, incluida la etiqueta impresa, el escaneo 3D y la comparación con el archivo 3D.

Sin embargo, también se señaló que es muy probable que diferentes aplicaciones requieran diferentes enfoques para identificar piezas personalizadas y realizar controles de calidad.

Según Kragl, el software avanzado y la automatización del flujo de trabajo serán cruciales para el uso exitoso de la impresión 3D para la personalización de piezas. Las soluciones incluyen escaneo 3D, realidad aumentada, el uso de códigos QR y software MES para permitir la transferencia y trazabilidad de datos.

4. Pilares clave que respaldan la transición a la producción aditiva

En la presentación más visual de la conferencia AM Landscape, James Ashby, Gerente de Desarrollo de Producción Aditiva del Reino Unido en Bowman AP, habló sobre lo que significa usar la impresión 3D para la producción.

Ashby argumentó que la fabricación se basa en cuatro pilares:trazabilidad, repetibilidad, precisión y verificación.

En lo que respecta a la trazabilidad, tener un número de serie en la pieza permite a Bowman AP saber cuándo se fabricó la pieza, el lote de material que se utilizó, cómo se inspeccionó y qué parámetros intervinieron. en el proceso.

Igualmente importante es tener un sistema repetible.

'Si no está construyendo con un sistema repetible, si está construyendo con algo que tiene que modificar y juega, si no estás seguro de cuáles son los cambios a la mitad de la compilación, estás construyendo modelos, no partes del cliente ', dijo Ashby.

El tercer pilar - precisión - significa tolerancias requeridas por el cliente. Y finalmente, un fabricante que utiliza AM para la producción debe poder verificar los parámetros de construcción, los materiales de regreso a la fuente y el proceso de inspección.

"Cuando coloca cosas en la industria automotriz, aeroespacial, militar, ortesis, prótesis, debe poder verificar lo que hace. Si no puedes, estás haciendo modelos ", dijo Ashby.

El cambio a la producción con impresión 3D requiere que cualquier fabricante considere estos cuatro pilares, y Ashby insiste en que solo cuando se tienen en cuenta los cuatro elementos, puede afirmar que está fabricando piezas de producción, no solo prototipos.

5. La impresión 3D de gran formato sigue madurando

La impresión 3D de gran formato está pasando a primer plano como una solución rentable y flexible para la fabricación de piezas grandes. BigRep es una empresa que impulsa el desarrollo de impresoras 3D de polímeros de gran formato.

En su presentación, Martin Back, Director Gerente de BigRep, se sumergió en cómo la compañía apoya las cadenas de suministro con sus soluciones de AM de gran formato.

Las ayudas a la producción y los patrones de fundición son actualmente las aplicaciones más populares para las impresoras 3D BigRep. Sin embargo, alrededor del 20 por ciento de los clientes de la empresa utilizan la impresión 3D de gran formato para piezas de producción, como carcasas electrónicas y piezas de repuesto bajo demanda para trenes.

Un ejemplo de pieza de producción, destacado por Back, es una caja de plástico para transportar diferentes piezas, fabricada para Airbus.

Tradicionalmente, la producción de esta caja se subcontrata, lo que conduce a largos plazos de entrega y a la imposibilidad de producir bajo demanda.

La impresión 3D de gran formato resuelve estos desafíos al ofrecer la capacidad de producir localmente. Esto significa que las piezas se pueden fabricar bajo demanda y los plazos de entrega se pueden reducir de varias semanas a unos pocos días.

Un avance notable en la impresión 3D de gran formato, particularmente con las soluciones de BigRep, ha sido posiblemente la introducción de la tecnología de extrusora de medición (MXT).

MXT es un nuevo enfoque para la extrusión de material plástico que hace que el proceso sea mucho más rápido. Según se informa, el sistema MXT hace que las últimas impresoras de BigRep sean cinco veces más rápidas que las máquinas de extrusión actuales y ayuda a lograr una precisión mucho mayor.

Back resumió su presentación diciendo que, si bien la impresión 3D de gran formato continúa evolucionando, la El desafío clave para su adopción más amplia sigue siendo la falta de experiencia.

"Necesitamos facilitar a las personas el uso de aditivos. Debe convertirse en una herramienta de uso diario. ”Con eso, Back significa que debemos simplificar los procesos de creación de diseño y manejo de datos, entre otras cosas.

"Poco a poco, estamos llegando", concluyó.

6. El software puede ayudar a eliminar los cuellos de botella en el flujo de trabajo de la impresión 3D

La transición de la impresión 3D a la producción revela no solo nuevas oportunidades, sino también muchos nuevos desafíos. Felix Dörr de AMFG arrojó luz sobre los cuellos de botella más comunes en el flujo de trabajo de impresión 3D y cómo el software puede resolverlos.

Felix afirma que los desafíos del flujo de trabajo, como la falta de un sistema adecuado para la gestión de solicitudes y proyectos, se están abordando con éxito hoy. Sin embargo, un área del flujo de trabajo de AM se pasa por alto en gran medida:la posproducción y la gestión de control de calidad.

Muchos fabricantes buscan optimizar la capacidad de sus máquinas y las tasas de utilización, produciendo cada vez más piezas.

Sin embargo, con demasiada frecuencia estas piezas todavía no se pueden entregar al cliente. Debido a la gestión de posprocesamiento ineficiente y altamente manual, las piezas se acumulan durante los pasos de posprocesamiento y luego esperan en las estaciones de control de calidad para ser verificadas antes de ser aprobadas y enviadas a los clientes.

'Si no resuelve estos problemas en el posprocesamiento y la gestión de la calidad, no tiene un flujo de trabajo sólido en general ', dijo Dörr.

La conclusión clave de la presentación es que para aprovechar al máximo la AM, todos los procesos y pasos del flujo de trabajo deben estar conectados e integrados.

Una gran parte de la solución es un software de flujo de trabajo inteligente, desarrollado teniendo en cuenta las necesidades y requisitos de la tecnología AM. También conocido como Manufacturing Execution System (MES), este software apoya a los fabricantes en la planificación, gestión y ejecución de todos los procesos relacionados con la producción de AM.

En su presentación, Dörr enfatizó que el software MES no existe en el vacío, y su avance requiere colaboraciones y estandarización de la industria.

"Es importante crear estándares para que tengamos formas fáciles de conectarnos a las máquinas, a otros paquetes de software y a los proveedores", continuó. "Solo si trabajamos juntos para crear nuevos estándares, haremos que la fabricación aditiva sea más atractiva para la producción".

Esta es la Parte 1 de las conclusiones de la conferencia. ¡Estén atentos a la Parte 2 que compartiremos la próxima semana!