Cómo los fabricantes más pequeños pueden aprovechar la fabricación aditiva

Por:Dave Pierson

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

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

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

Respondo preguntas como estas cada vez que organizo o asisto a conferencias de fabricación aditiva para pequeños y medianos fabricantes (SMM) a través de MEP National Network ™. Como ingeniero senior de desarrollo de productos en MAGNET, parte de Ohio Manufacturing Extension Partnership (MEP), mi objetivo es educar a los SMM y otros centros MEP sobre cómo la fabricación aditiva puede ayudar a las pequeñas empresas a competir contra los grandes actores industriales.

Hago esto, en parte, debido a la participación del MEP de Ohio en un premio NIST MEP de 2017 al MEP de Pensilvania para asociarse con America Makes, el Instituto de Fabricación de EE. UU. Centrado en la fabricación aditiva. Este Instituto trabaja con la industria, el mundo académico, el gobierno y las agencias no gubernamentales para innovar y acelerar la fabricación aditiva y la impresión 3D para aumentar la competitividad de la fabricación global de EE. UU. Y, a través de nuestra asociación, Ohio MEP está ayudando a los centros MEP y SMM a adoptar estrategias de fabricación aditiva. incluyendo orientación sobre los beneficios de ROI y opciones asequibles para la compra de equipos.

Entonces, ¿cuál es el problema de la fabricación aditiva?

La fabricación aditiva es el siguiente paso para aquellos que ya están familiarizados con la tecnología CAD tridimensional (3D). En esencia, el CAD 3D es fundamental para utilizar la fabricación aditiva. Una vez que haya dominado las competencias básicas de CAD 3D, estará listo para la transición a la fabricación aditiva.

Formas en que los fabricantes más pequeños obtienen el ROI de la fabricación aditiva

Desarrollado originalmente por MIT

, la fabricación aditiva agrega capa tras capa de materiales para "imprimir" un objeto o pieza 3D. Estas piezas se pueden crear a partir de una variedad de materiales, incluidos plásticos, metales, cerámica u hormigón.

La fabricación aditiva puede proporcionar un ROI significativo a las PYMES ayudándolas a:

• Mejorar sus procesos de herramientas industriales
• Produzca más piezas de alto valor y bajo tiraje
• Cree productos altamente personalizados para su industria y sus clientes

Esta tecnología también permite a los fabricantes realizar prototipos más rentables para los procesos de I + D. La fabricación aditiva puede destilar de forma rápida y eficiente las experiencias del usuario en una maqueta, de modo que los fabricantes puedan producir y evaluar un prototipo impreso en 3D. Los ciclos de retroalimentación repetidos pueden generar más ideas para piezas con más valor agregado.

Los fabricantes médicos y aeroespaciales ya están viendo los beneficios de ROI de la fabricación aditiva. En la actualidad, un número cada vez mayor de fabricantes más pequeños lo está utilizando para realizar la transición a un inventario más digital, donde puede admitir 40 piezas, cada una con diferentes SKU, frente a cinco mil piezas con la misma SKU.

Supongamos que es una empresa que produce moldes en arena o herramientas especiales. Ayudo a empresas como estas a aprender a utilizar la fabricación aditiva para imprimir esas piezas en un par de semanas, en lugar de meses. Dado que se necesita menos tiempo de espera para crear piezas, es más fácil realizar la transición a un inventario digital.

Los fabricantes de mentalidad estratégica están recurriendo a la fabricación aditiva para competir con los actores más importantes de su industria. Pero la mayoría de los SMM todavía tienen muchas preguntas sobre cómo esta tecnología realmente generará valor tanto a corto como a largo plazo.

Estas son algunas de las preguntas más comunes sobre fabricación aditiva que he recibido de SMM y otros centros MEP.

P:¿Qué aplicaciones específicas pueden beneficiarse de la fabricación aditiva?

¿Su instalación utiliza moldeo por inyección? La fabricación aditiva permite diseñar y construir canales de enfriamiento para adaptarse al molde, mejorando así el rendimiento de enfriamiento. Este proceso prolonga la vida útil del molde y reduce el desperdicio.

Esta tecnología también es más eficiente para aligerar el peso, con más opciones de materiales disponibles, como plásticos ligeros y compuestos. El proceso también utiliza menos material, al tiempo que mejora el rendimiento de la pieza.

Si actualmente utiliza piezas de fundición de metal, puede utilizar la fabricación aditiva para imprimir moldes de arena y núcleos a partir de un diseño CAD sin la necesidad de un patrón o caja de núcleos. A diferencia de las herramientas de fundición industriales típicas, la fabricación aditiva puede reducir significativamente el tiempo y los gastos de producción de moldes y núcleos.

P:¿Puede la fabricación aditiva ahorrar tiempo de entrega y costes de producción?

La fabricación aditiva ofrece la posibilidad de imprimir piezas personalizadas justo a tiempo. Reduce el tiempo y los costos de desarrollo de herramientas, con menos material y menos desperdicio. Los usos potenciales incluyen sostener, guiar, alinear, ubicar y sujetar, así como medidores simples de "pasa / no pasa" para verificar el ajuste y la calidad de los componentes.

La naturaleza precisa de la fabricación aditiva significa que aumenta drásticamente el ahorro de tiempo para la producción de accesorios para las inspecciones del primer artículo. Como resultado, las máquinas herramienta, las plantillas, los accesorios o los calibres se pueden producir más rápidamente y con menos defectos.

Esta tecnología también mejora la capacidad de coordinar las inspecciones de la máquina de medición (CMM). Orek ha utilizado la fabricación aditiva para fabricar cientos de dispositivos de inspección para sus MMC. En promedio, la compañía estima que ahorra $ 200 y seis días y medio en comparación con el mecanizado de los accesorios. Al utilizar la fabricación aditiva, Oreck ha eliminado la fabricación de accesorios y la programación de CMM de la ruta crítica.

P:¿Puede la fabricación aditiva ayudar a reparar piezas de alto valor de forma más rentable?

¿Tiene piezas metálicas de alto valor que son costosas de reemplazar? La deposición de energía dirigida (DED) es una aplicación de fabricación aditiva específica que puede reparar álabes de turbinas y otras piezas y equipos de alta gama al depositar rápidamente material en las piezas existentes para prolongar su vida útil.

Esta tecnología también se puede combinar con equipos CNC existentes. La maquinaria DED construye la pieza y luego el equipo CNC fresa la pieza hasta obtener el tamaño y la suavidad correctos.

Aprovechamiento de sus recursos de fabricación aditiva

Existen numerosas oportunidades prácticas para que los SMM aprendan más sobre la fabricación aditiva y cómo esta tecnología puede ayudar a los fabricantes más pequeños a competir en el panorama industrial actual impulsado por 3D.

Sugeriría comenzar con eventos de aprendizaje proporcionados por el Grupo de usuarios de fabricación aditiva (AMUG) y la Conferencia RAPID + TCT producida en asociación con SME. PYME

ayuda a los fabricantes a innovar, crecer y prosperar mediante la promoción de la tecnología de fabricación, el desarrollo de una fuerza laboral calificada y la conexión de la industria manufacturera.

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 metales y polímeros.

Además, MAGNET está trabajando actualmente con MIT para desarrollar un plan de estudios para alrededor de 60 miembros del personal del Centro MEP para capacitación en fabricación aditiva en línea. Después de la clase de capacitación, se evaluará a los Centros MEP en cuanto a su familiaridad con las aplicaciones de fabricación aditiva.

El objetivo final de este programa es ayudar a todos los centros MEP a desarrollar una interfaz exitosa entre los SMM y sus clientes aprovechando mejor los recursos de fabricación aditiva disponibles.

Juntos, estamos construyendo una relación de competencias y capacidades entre la Red Nacional MEP, los SMM y sus clientes. El resultado esperado es que los SMM podrán utilizar la fabricación aditiva para seguir siendo competitivos no solo en un año, sino también en cinco y diez años a partir de ahora.

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