Herramientas Rápidas: Transformando la Producción Automotriz con Fabricación de Vanguardia

Los recientes avances en fabricación han ayudado a muchas industrias, pero pocas han experimentado tanta innovación como el sector automotriz. Los fabricantes de coches, motos, camiones y muchos otros tipos de transporte se encuentran entre los primeros en utilizar los últimos avances tecnológicos en fabricación aditiva y sustractiva. En esta misma línea, el tooling rápido (rapid tooling) ha tenido un impacto notable en la industria automotriz, ampliando los límites de lo posible en términos de velocidad de producción y eficiencia de costes.

El tooling rápido ha sido una parte importante de la producción de vehículos desde hace tiempo, pero está cobrando impulso debido a la mayor prevalencia de avances tecnológicos en los últimos años. Aunque muchas empresas están prescindiendo del tooling por completo (a menudo usando procesos de fabricación aditiva que hacen obsoletas ciertas herramientas), otros segmentos están intensificando sus esfuerzos para crear cadenas de producción únicas y optimizadas. Además, el mayor número de talleres de mecanizado y maquinistas cualificados ha facilitado más que nunca la producción de herramientas, moldes y todo tipo de utillajes.

Aquí presentamos solo algunas de las formas en que el tooling rápido está cambiando la industria automotriz:

Eficiencia de costes

En cuanto a la rentabilidad, la combinación de métodos que componen el tooling rápido ofrece oportunidades de reducción de costes a escala como ninguna otra. Esto es especialmente crucial para los fabricantes de automóviles, ya que tienden a producir un número considerable de unidades, según sus niveles de producción. Si bien el tooling rápido no es adecuado para la fabricación en masa, hay otros procesos dentro de su cadena de producción que pueden no requerir cantidades tan altas.

En consecuencia, si la empresa en cuestión no apunta a niveles de producción en masa, puede terminar necesitando muchas piezas que requieran métodos de prototipado rápido. Este proceso es particularmente útil para accesorios o piezas personalizables para coches preexistentes, donde las cantidades necesarias son pequeñas pero pueden variar mucho. También es útil en este sentido por la capacidad de personalizar y reiterar diseños a bajo coste.

Como resultado de esta eficiencia de costes, existen economías de escala que el tooling rápido ofrece en muchos niveles diferentes, particularmente los que vienen con tiradas de producción de bajo volumen. En general, el área principal donde se reducen los costes es en los tiempos de ciclo de producción. La velocidad de producción es un factor crucial aquí, ya que en la producción automotriz, reducir unos días en cualquier proceso puede resultar en ahorros de miles de dólares a largo plazo.

Un tooling más rápido permite a los fabricantes obtener múltiples prototipos en un período muy corto a un precio más económico. Esto permite una mayor libertad al realizar ajustes de diseño y probar nuevas ideas. Puede ser un gran impulso para la reiteración y el cambio, porque los moldes y herramientas tradicionales tardan mucho más, lo que hace que los rediseños sean complicados. En cambio, el tooling rápido hace que todo este proceso sea más barato, liberando procesos y recursos mientras tanto.

El tooling rápido también permite a los fabricantes automotrices participar en prototipado y diseño más baratos de formas más eficientes en mano de obra. Primero, el tooling rápido requiere una serie de métodos automatizados con muy poca intervención laboral. Además, permite menos iteraciones del diseño, ahorrando tiempo de trabajo y agilizando procesos y recursos para máxima eficiencia.

Eficiencia temporal

Uno de los ámbitos donde se intersectan el ahorro de costes y tiempo es el de las pruebas. Con pruebas y tiempos de respuesta más rápidos, el tooling rápido y el prototipado pueden presentar grandes oportunidades para fabricantes de componentes específicos. Además de procesos de diseño más rápidos, está la capacidad de hacer cambios fácilmente y mejorar diseños. El tooling rápido permite ajustar y mejorar el diseño de un molde hasta que el producto tenga las propiedades y funciones exactas que el fabricante desea. En consecuencia, cualquier fallo de diseño puede identificarse y abordarse antes de la producción, ahorrando tiempo y costes adicionales a futuro.

En el caso de Mirror Controls International (MCi), este nivel de velocidad resultó muy beneficioso. Estaban desarrollando un nuevo tipo de placa posterior de actuador que necesitaba un proceso de producción radicalmente nuevo. Terminaron optando por un material compuesto SLA, el Somos PerFORM, para el nuevo prototipo de placa posterior de actuador y reemplazando el molde de inyección de aluminio tradicional de MCi. El tooling SLA impreso en 3D ayudó a reducir costes en un 60 %, al tiempo que acortó el proceso de prototipado en tres semanas completas.

Una parte crítica del desarrollo de productos es hacer prototipos que puedan probarse antes de pasar a producción completa. Evelyne Salters, diseñadora de producto de MCi, afirma: "Para un proyecto como nuestra nueva placa posterior de actuador, que necesita prototipado para examinar el nuevo diseño, usar aluminio para crear el tooling de la pieza es un proceso bastante costoso y lento. Buscábamos un nuevo enfoque que ofreciera menor inversión, pero que también nos permitiera usar un material similar o igual al usado en producción final. El objetivo era hacer el desarrollo de la placa posterior rentable, rápido, flexible y más realista".

Tooling duradero y funcional

La precisión y consistencia del tooling rápido ha permitido a los fabricantes producir piezas funcionales precisas y duraderas. Si bien esto puede no ser el caso del producto final en sí, estas herramientas juegan un papel importante en la producción del producto final. Dichos prototipos pueden ser herramientas utilizadas para verificar ajustes o holguras en el ensamblaje con otras piezas. O alternativamente, elementos para evaluar pruebas funcionales. Volvo, por ejemplo, usa tooling rápido extensivamente para una amplia gama de propósitos.

La ventaja que proporciona el tooling rápido es la capacidad de fabricar piezas a partir de materiales con propiedades similares al material del producto final, acercándose a su precisión dimensional más que cualquier modelo conceptual. La cantidad de producción suele ser pequeña, pero se pueden producir cantidades relativamente mayores usando tooling duro.

El moldeo por vaciado en caucho es una excelente forma de producir prototipos funcionales usando caucho vulcanizado a temperatura ambiente. Otro método que puede producir prototipos de alta calidad, pero con aún mayor complejidad, es el moldeo por inversión (investment casting). Estos métodos son especialmente buenos para los tipos de plásticos útiles en la industria automotriz.

Digitalización

Al igual que con el CNC y la impresión 3D, ciertas formas de tooling rápido aportan grandes beneficios debido a su naturaleza digital. Sin embargo, dado que el tooling rápido suele ser una combinación de múltiples métodos dispares, presenta ventajas adicionales comparado con el uso de un solo método. Por ejemplo, puede ser fácil dividir tareas entre diferentes instalaciones de una empresa automotriz. Así, una empresa puede diseñar una herramienta en una ubicación, enviar el modelo digital al instante, probarlo en otra ubicación y tenerlo disponible en todas partes una vez aprobado. Esto es particularmente útil para moldes impresos en 3D, ya que pueden producirse internamente o enviarse fácilmente a otras instalaciones como archivos STL.

Conclusión

El tooling rápido tiene un lugar importante en la industria automotriz, particularmente cuando se trata de desarrolladores de componentes como los de espejos, salpicaderos, sistemas de dirección y otras características comunes de vehículos. A medida que la tecnología avanza, busca mejorar aquellas áreas donde flaquea, como aumentar el número de materiales utilizables. Este tipo de mejoras le darán más relevancia a la industria del automóvil y ayudarán a consolidarlo en más áreas de la cadena de producción en un futuro próximo. Si tiene algún problema, ¡contáctenos para resolverlo juntos!