Qué esperar durante el proceso de fabricación aditiva (FA)

Si bien la impresión 3D de un archivo CAD para un prototipo no funcional es un proceso de fabricación relativamente sencillo, embarcarse en un proyecto de desarrollo de un producto completamente nuevo, desde el concepto hasta la producción, puede ser más desafiante, especialmente si está utilizando una tecnología de fabricación aditiva desconocida. .

Comprender el proceso de impresión 3D

El proceso de impresión 3D se diferencia de los procesos de fabricación tradicionales en que implica la adición progresiva de material a una pieza. Por el contrario, el mecanizado CNC es un proceso sustractivo, ya que las piezas se forman mediante la eliminación de material de una pieza de trabajo con una herramienta de corte, y el moldeo por inyección implica la inyección de una cantidad de termoplástico fundido en una cámara de molde preformada.

La tecnología 3D presenta numerosos nuevos desafíos de procedimiento. El volumen de fabricación de las impresoras 3D, por ejemplo, puede requerir que las piezas se dividan en varias piezas para el montaje posterior al proceso, mientras que el calor generado durante la extrusión del material puede hacer que algunas piezas se deformen. Del mismo modo, algunas tecnologías de impresión 3D implican consideraciones de producción:el modelado por deposición fundida (FDM), por ejemplo, deja líneas de capas en las piezas que pueden afectar la apariencia, y el proceso HP Multi Jet Fusion (MJF) implica un proceso de enfriamiento y limpieza posterior a la impresión.

Con esos factores en mente, puede hacer que su proyecto de fabricación aditiva (AM) funcione de manera más fluida y eficiente al saber qué esperar cuando comience la producción. Con ese fin, hemos elaborado una guía paso a paso del proceso de fabricación aditiva, que incluye una comparación de enfoques de diseño de productos aditivos y un diagrama de flujo de trabajo que destaca la decisión involucrada en cada uno.

Tres enfoques del proceso de fabricación aditiva

Aunque los detalles de procedimiento específicos para piezas y productos varían, hay tres categorías generales en las que se incluyen los proyectos de fabricación aditiva:

• Enfoque A:Prototipos y producción de respuesta rápida

Ejemplo: Tiene un archivo CAD aprobado para un prototipo o una pieza que ya existe y necesita recibir la pieza en 30 horas.

• Enfoque B:Modificación de un diseño existente para optimizar para AM

Ejemplo: Actualmente produce esta pieza con moldeo por inyección, pero cree que podría simplificar su cadena de suministro y eliminar los costos de almacenamiento utilizando la fabricación aditiva para producirla bajo demanda.

• Enfoque C:Diseñar una nueva pieza o producto desde cero para la producción con tecnología aditiva

Ejemplo: Tiene un concepto para una nueva pieza que desea producir con AM por una de dos razones:No es posible producir la pieza con métodos de fabricación heredados La economía de AM es favorable para la producción de volumen bajo a medio

¿Qué enfoque de fabricación aditiva es adecuado para mí?

El diseño de una nueva pieza desde cero para la fabricación aditiva ofrece la mejor oportunidad para maximizar tanto el rendimiento como los beneficios de costos. Si bien podría llevar más tiempo, comenzar con una "página en blanco" es una forma de optimizar completamente la pieza utilizando los principios de diseño para fabricación aditiva (DFAM).

La mayoría de los proyectos que manejamos en Fast Radius pertenecen a la segunda categoría:la modificación de un diseño existente para optimizar para AM. En este escenario, una empresa tiene una pieza que ya está produciendo con métodos de fabricación tradicionales y está buscando hacer la transición a la producción aditiva.

Tanto en el segundo como en el tercer enfoque, el archivo inicial se verificará para la producción a gran escala de acuerdo con sus requisitos, lo que podría requerir un proceso integral de aprobación de piezas de producción (PPAP). Después de eso, los pedidos posteriores se convierten en un proceso de producción simple y rápido. Uno de los beneficios significativos de usar un proveedor de AM como Fast Radius es que podemos acelerar el ciclo de producción y, a veces, entregar sus piezas tan pronto como al día siguiente.

El proceso de fabricación aditiva:pasos y decisiones

Los tres enfoques descritos anteriormente abarcan diferentes procesos de desarrollo de productos. Hemos resumido los pasos clave y los puntos de decisión en esos procesos en el diagrama de flujo de trabajo a continuación. Recuerde:independientemente de la categoría en la que se encuentre su proyecto propuesto, necesitará soporte integral de su proveedor de AM para garantizar que sus piezas se fabriquen y entreguen con el nivel de calidad, confiabilidad y rendimiento que necesita.

El proceso de modificación de una pieza existente para la fabricación aditiva

Paso 1:Identifique las piezas con un caso comercial sólido para la producción AM

Si desea calificar una pieza existente para la fabricación aditiva de grado de producción, su primer paso debe ser asegurarse de que haya un caso comercial sólido para hacerlo.

Es una buena idea encontrar una empresa, como Fast Radius, que pueda trabajar con usted para identificar piezas que sean adecuadas para el proceso de fabricación aditiva desde una perspectiva empresarial. Las piezas de repuesto de alta rotación son buenas candidatas aquí:mientras que la pieza original puede fabricarse con moldeo por inyección, es posible fabricar repuestos con los mismos estándares de rendimiento con tecnologías aditivas. Y, debido a que el aditivo le permite realizar pedidos en cantidades de piezas individuales, también puede eliminar los costos de almacenamiento y adoptar programas de inventario que nunca se agoten.

Paso 2:Diseñe su parte

Cuando las piezas de repuesto se modifican para la producción AM, la geometría de la pieza terminada debe adaptarse perfectamente a un ensamblaje existente.

En estos casos, el verdadero trabajo de diseño no consiste en realizar cambios significativos en la forma de la pieza, sino en realizar modificaciones menores de diseño para optimizar la producción aditiva y garantizar que la pieza terminada cumpla con las dimensiones críticas requeridas. A lo largo de las iteraciones de diseño, si la pieza está fuera de tolerancia incluso para una dimensión crítica (es decir, la dimensión lineal de un clip o espacio), deberá rediseñar o reorientar la pieza para obtener una dimensión estable. Básicamente, esto significa comenzar con el diseño existente y realizar la ingeniería inversa requerida para calificarlo para la producción aditiva.

Paso 3:Selección de materiales y procesos

Antes de la producción, deberá identificar los materiales que son aceptables para su aplicación y luego comparar las tecnologías AM capaces de producir piezas con esos materiales.

Comience con los requisitos de rendimiento que necesita su pieza (módulo, resistencia a la tracción, resistencia a la compresión, etc.) y luego considere el entorno en el que se usará su pieza (expuesto a los elementos, dentro de un compresor, etc.). Utilice esos factores para generar una lista de materiales adecuados y luego compare los beneficios y desafíos de sus tecnologías AM disponibles.

Cuando varios procesos y materiales son aceptables para una aplicación, su socio de producción puede imprimir piezas de muestra hechas con cada una de esas tecnologías y permitirle determinar cuál prefiere para la producción a gran escala.

Paso 4:diseño y pruebas iterativas de producción

Una vez que haya elegido una lista de materiales y procesos aceptables, puede comenzar el proceso de ingeniería de producción.

Es importante que comprenda y bloquee las variables del proceso de impresión 3D cuando alcance el nivel de precisión dimensional, rendimiento y apariencia que necesita para la producción a gran escala. Puede tomar varias iteraciones para alcanzar el resultado deseado, sin embargo, una vez que tenga una pieza que cumpla con sus requisitos, verificada por cualquier inspección o prueba necesaria, toda la información de producción se compilará en un paquete digital que contiene todo lo necesario para fabricar sus piezas; en Fast Radius llamamos a esto el paquete de compilación. El paquete de construcción contiene toda la información necesaria sobre los parámetros de impresión, el procesamiento posterior y las consideraciones de empaque que necesitará para garantizar que su pieza se produzca y entregue exactamente como se esperaba. Esa información se referirá a factores que incluyen:

• Diseño de estructura de soporte
• Herramientas de eliminación de soporte
• Parámetros de acabado de superficies
• Tiempo de curado
• Instrucciones de plantilla y accesorios

Todos estos detalles representan una forma de diseñar fallas fuera del proceso de fabricación aditiva. El paquete de construcción esencialmente marca los parámetros necesarios para permitir que cualquier persona de una empresa como Fast Radius imprima la pieza de manera confiable, en cualquier parte del mundo.

Paso 5:Producción bajo demanda y cumplimiento global

Una vez que su pieza haya sido aprobada, estará lista para ser producida bajo demanda y entregada globalmente.

La fabricación bajo demanda es un beneficio clave de la producción AM. Esencialmente, le permite almacenar sus piezas digitalmente hasta que la demanda requiera producción, eliminando la necesidad de almacenar físicamente un gran inventario de piezas de repuesto para venderlas y distribuirlas con el tiempo. En Fast Radius, hemos maximizado ese beneficio de eficiencia y almacenamos tanto sus archivos de piezas como sus paquetes de herramientas virtuales asociados en nuestro almacén virtual.

El diseño y la producción de piezas de uso final para la fabricación aditiva es iterativo. Si en algún momento la pieza no cumple con las expectativas del cliente (en rendimiento, precisión dimensional o apariencia), el proceso de desarrollo del producto puede detenerse para que los ingenieros puedan identificar el punto de falla y encontrar una forma de eliminarlo mediante el diseño.

Comience el proceso hoy

Dondequiera que se encuentre en el proceso de diseño de fabricación aditiva, Fast Radius puede brindarle el soporte integral y la experiencia en diseño aditivo que necesita para llevar su idea a la línea de meta. Comuníquese con nuestro equipo hoy para comenzar.

¿Listo para fabricar tus piezas con Fast Radius?

Inicia tu cotización