Desbloqueando la Innovación: Cómo los Pequeños Fabricantes se Benefician de la Fabricación Aditiva

Por: Dave Pierson

"He oído que la fabricación aditiva es clave para impulsar innovación en nuestra industria, pero ¿cómo realmente entrega valor?"

"Hemos visto algunas máquinas de fabricación aditiva, pero ¿cómo justificar el gasto cuando intentamos eliminar gastos de capital?"

"¿Vale la pena la inversión en fabricación aditiva?"

Recibo preguntas como estas cada vez que presento o asisto a conferencias de fabricación aditiva para fabricantes pequeños y medianos (SMMs) a través de la Red Nacional MEP™. Como Ingeniero Senior de Desarrollo de Producto en MAGNET, parte de Ohio Manufacturing Extension Partnership (MEP), mi meta es educar a SMMs y otros Centros MEP sobre cómo la fabricación aditiva puede ayudar a pequeños negocios a competir contra grandes industriales.

Lo hago, en parte, por la participación de Ohio MEP en un premio NIST MEP 2017 a Pennsylvania MEP para asociarse con America Makes, el Instituto Manufacturero USA enfocado en fabricación aditiva. Este Instituto trabaja con industria, academia, gobierno y agencias no gubernamentales para innovar y acelerar fabricación aditiva e impresión 3D para aumentar competitividad manufacturera global de EE. UU., y a través de nuestra asociación, Ohio MEP asiste a Centros MEP y SMMs en adopción de estrategias de fabricación aditiva, incluyendo guía sobre beneficios ROI y opciones asequibles de equipamiento.

Entonces, ¿qué tiene de especial la fabricación aditiva?

La fabricación aditiva es el siguiente paso para quienes ya dominan tecnología CAD tridimensional (3D). En esencia, CAD 3D es fundamental para utilizar fabricación aditiva. Una vez dominadas las competencias centrales de CAD 3D, está listo para transicionar a fabricación aditiva.

Formas en que Fabricantes Menores Obtienen ROI de Fabricación Aditiva

Originalmente desarrollada por MIT, la fabricación aditiva añade capa tras capa de materiales para "imprimir" un objeto o pieza 3D. Estas piezas pueden crearse de variedad de materiales: plásticos, metales, cerámicas u hormigón.

La fabricación aditiva puede proporcionar ROI significativo a SMMs ayudándoles a:

• Mejorar sus procesos de utillaje industrial
• Producir más piezas de alto valor y baja tirada
• Crear productos altamente personalizados para su industria y clientes

Esta tecnología también permite a fabricantes prototipado más rentable para procesos I+D. La fabricación aditiva puede destilar rápidamente experiencias de usuario en maqueta, para que fabricantes produzcan y evalúen prototipos 3D impresos. Ciclos repetidos de retroalimentación generan más ideas para piezas de mayor valor.

Fabricantes aeroespaciales y médicos ya ven beneficios ROI de fabricación aditiva. Hoy, un número creciente de fabricantes menores la usan para transicionar a inventario digital, donde puede soportar 40 piezas con distintos SKUs vs. cinco mil piezas con mismo SKU.

Digamos que produce fundición en arena o herramientas especiales. Ayudo a empresas como estas a usar fabricación aditiva para imprimir esas piezas en un par de semanas, en vez de meses. Con menos tiempo de entrega para crear piezas, es más fácil transicionar a inventario digital.

Fabricantes estratégicos recurren a fabricación aditiva para competir con grandes jugadores. Pero la mayoría de SMMs aún tienen muchas dudas sobre cómo esta tecnología entregará valor real tanto a corto como largo plazo.

Aquí algunas de las preguntas más comunes que he recibido de SMMs y otros Centros MEP.

P: ¿Qué Aplicaciones Específicas Pueden Beneficiarse de Fabricación Aditiva?

¿Su planta usa moldeo por inyección? La fabricación aditiva permite diseñar y construir canales de refrigeración que se adaptan al molde, mejorando rendimiento de enfriamiento. Esto alarga vida del molde y reduce desperdicio.

Esta tecnología también es más eficiente para aligerado, con más opciones de materiales como plásticos y compuestos ligeros. El proceso usa menos material, mejorando rendimiento de la pieza.

Si usa fundición metálica, puede usar fabricación aditiva para imprimir moldes y núcleos de arena desde diseño CAD sin necesidad de patrón o caja de núcleo. A diferencia de herramientas de fundición industriales típicas, la fabricación aditiva reduce significativamente tiempo y gasto para producir moldes y núcleos.

P: ¿Puede la Fabricación Aditiva Ahorrar Tiempo de Entrega y Costes de Producción?

La fabricación aditiva permite imprimir piezas personalizadas just-in-time. Reduce tiempo y costes de desarrollo de utillaje, con menos material y desperdicio. Usos potenciales: sujeción, guiado, alineación, posicionamiento, sujeción, y calibres "pasa/no pasa" simples para verificar ajuste y calidad de componentes.

La naturaleza precisa de la fabricación aditiva aumenta dramáticamente ahorro de tiempo en producción de utillaje para inspecciones de primer artículo. Como resultado, herramientas de máquina, plantillas, utillajes o calibres pueden producirse más rápido y con menos defectos.

Esta tecnología también mejora capacidad de coordinar inspecciones de máquina de medición por coordenadas (CMM). Orek ha usado fabricación aditiva para hacer cientos de utillajes de inspección para sus CMM. En promedio, la empresa estima ahorro de $200 y seis días y medio frente a mecanizar los utillajes. Al usar fabricación aditiva, Orek ha sacado fabricación de utillajes y programación CMM del camino crítico.

P: ¿Puede la Fabricación Aditiva Ayudar a Reparar Piezas de Alto Valor Más Rentablemente?

¿Tiene piezas metálicas de alto coste costosas de reemplazar? Deposición de energía dirigida (DED) es aplicación específica de fabricación aditiva que puede reparar álabes de turbina y otras piezas/equipos de alta gama depositando material rápidamente sobre piezas existentes para alargar su vida.

Esta tecnología también puede combinarse con equipamiento CNC existente. La maquinaria DED construye la pieza y luego el equipamiento CNC la mecaniza al tamaño y suavidad correctos.

Aprovechando sus Recursos de Fabricación Aditiva

Hay numerosas oportunidades prácticas para SMMs de aprender más sobre fabricación aditiva y cómo esta tecnología ayuda a fabricantes menores a competir en el panorama industrial 3D actual.

Sugiero empezar con eventos de aprendizaje del Additive Manufacturing Users Group (AMUG) y la Conferencia RAPID + TCT producida en asociación con SME. SME ayuda a fabricantes a innovar, crecer y prosperar promoviendo tecnología manufacturera, desarrollando fuerza laboral calificada y conectando la industria.

El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) también ofrece múltiples recursos educativos en su base de datos de fabricación aditiva, como talleres para aplicaciones basadas en metal y polímero.

Además, MAGNET está trabajando actualmente con MIT para desarrollar currículo para ~60 personal de Centros MEP para formación online en fabricación aditiva. Tras la formación, los Centros MEP serán evaluados sobre su familiaridad con aplicaciones de fabricación aditiva.

La meta final es ayudar a todos los Centros MEP a desarrollar una interfaz exitosa entre SMMs y sus clientes aprovechando mejor los recursos de fabricación aditiva disponibles.

Juntos, construimos una relación de competencias y capacidades entre la Red Nacional MEP, SMMs y sus clientes. El resultado pretendido: SMMs podrán usar fabricación aditiva para mantenerse competitivos no solo en un año, sino también en cinco y diez años.

Ver artículo original: https://www.nist.gov/blogs/manufacturing-innovation-blog/how-smaller-manufacturers-can-take-advantage-additive?utm_medium=email&utm_source=marketingcloud&utm_campaign=