Selección del método de manufactura ideal para tiradas de producción de bajo volumen

Históricamente, la manufactura en bajos volúmenes era una empresa prohibitivamente costosa. El herramental de los moldes duraderos usados en procesos de producción en masa como el moldeo por inyección es costoso y puede agregar semanas o meses a los plazos de producción. Los fabricantes compensan los altos gastos de capital iniciales con pedidos de alto volumen, lo que reduce el costo por pieza y genera márgenes de ganancia más altos. Si bien esto facilita la producción de piezas idénticas en grandes cantidades, restringe en gran medida la capacidad de fabricar piezas especializadas o altamente personalizadas de manera económica.

Sin embargo, varios métodos de manufactura, incluyendo el vaciado de uretano y el mecanizado CNC, han aumentado la factibilidad de producción a pequeña escala asequible. Además, los avances recientes en fabricación aditiva han permitido a los ingenieros crear piezas con geometrías complejas y características de diseño únicas sin crear moldes, economizando de muchas maneras la producción de bajo volumen.

El límite para lo que constituye producción de bajo volumen varía entre industrias, pero generalmente se entiende como tiradas que producen entre 50 y decenas de miles de piezas. Piezas altamente personalizadas y prototipos, piezas con geometrías complejas y herramental puente (bridge tooling) son algunas categorías de aplicaciones de piezas que típicamente se producen en volúmenes menores.

Los métodos de producción de bajo volumen son típicamente más rápidos, lo que permite a las empresas llevar su producto al mercado rápidamente. Para los fabricantes, la eficiencia es primordial, y es importante saber qué proceso tiene más sentido para cada pieza. Aquí hay algunos métodos de manufactura comúnmente usados para producción de pequeño volumen.

Uretano vaciado (Cast urethane)

El proceso de uretano vaciado funciona envolviendo un patrón maestro en un molde de silicona, que luego se usa para crear réplicas extremadamente precisas de la pieza. Esto lo hace una opción viable para piezas cuando el acabado superficial es una preocupación. Estos moldes de silicona pueden ponerse en producción tan pronto como han fraguado.

Las piezas de uretano vaciado requieren post-procesamiento mínimo y tienen características y propiedades similares a las de piezas creadas a través de procesos como el moldeo por inyección, conocidos por su durabilidad. Generalmente, los moldes de silicona son buenos solo para unos 25 a 50 disparos (shots) antes de que deban retirarse, lo que hace que el proceso sea rentable para producción de bajo volumen.

Mecanizado CNC

El mecanizado CNC es un proceso sustractivo que usa herramientas controladas por computadora para dar forma a piezas tridimensionales removiendo material de una pieza de trabajo sólida. Esto permite a los fabricantes programar operaciones repetibles, altamente precisas y complejas que no pueden realizarse manual o eficientemente. Sin embargo, a medida que aumenta la complejidad de la pieza, también lo hace el número de operaciones mecánicas, lo que eleva el costo de producción.

Una ventaja significativa del mecanizado CNC es que tiene pocas restricciones cuando se trata de material de manufactura. Por otro lado, ciertas características internas son imposibles de hacer a través de mecanizado CNC. En instancias donde estas características son necesarias, la impresión 3D puede presentar una solución más eficiente.

Por lo tanto, depende de los ingenieros y gerentes de producto hacer su debida diligencia para seleccionar el método adecuado para lograr sus resultados deseados. Aunque el mecanizado CNC típicamente no puede ofrecer plazos de entrega a la par con la impresión 3D y el uretano vaciado, ofrece plazos más cortos que el moldeo por inyección.

Fabricación aditiva

La fabricación aditiva es frecuentemente una gran opción para producción de bajo volumen. La fabricación aditiva le permite crear piezas sin los gastos iniciales asociados con el herramental. Las piezas también pueden producirse sin cantidades mínimas de pedido, lo que ahorra tanto costos de producción como de almacenamiento. Aquí hay algunas tecnologías aditivas a considerar para tiradas de producción de pequeño volumen.

Digital Light Synthesis (DLS) de Carbon

La tecnología Digital Light Synthesis™ (DLS) de Carbon crea piezas proyectando imágenes UV en un depósito de resina curable por UV mientras la plataforma de construcción sube. Esto permite a los fabricantes crear piezas altamente isotrópicas con acabado superficial, resolución y propiedades mecánicas superiores. Es una excelente opción para crear pequeños volúmenes de piezas con formas complejas.

Sinterizado Selectivo por Láser (SLS)

La tecnología SLS usa láseres para derretir material en polvo capa por capa, construyendo la pieza verticalmente. El proceso es ideal para piezas que requieren buen acabado superficial, resolución y resistencia, y puede usarse con una gama de materiales base.

Multi-Jet Fusion (MJF)

MJF es similar a SLS, excepto que usa cabezales de tinta móviles para depositar y fusionar capas de material de nailon en polvo. MJF resulta en propiedades mecánicas isotrópicas consistentes y resolución de características finas, muchas de las cuales son totalmente funcionales y adecuadas para uso final. El proceso permite producción rápida, y es una excelente opción para crear herramental que requiere resistencia y resistencia al calor, como plantillas (jigs) y fijaciones (fixtures).

Elegir el proceso de producción adecuado para su trabajo

En última instancia, determinar el método correcto para un pedido de pequeño volumen dado dependerá de unas pocas consideraciones clave: aplicación de la pieza, material y cronograma. Para determinar el mejor curso de acción, considere asociarse con un taller de manufactura de servicio completo como Fast Radius. Nuestro equipo de diseñadores e ingenieros altamente experimentados brinda soporte integral con todo el proceso de producción. Póngase en contacto hoy si está listo para comenzar su próximo proyecto.