4 aplicaciones que debe producir con fabricación aditiva

La tecnología aditiva ha avanzado rápidamente durante la última década, prometiendo nuevas y emocionantes posibilidades de fabricación para las empresas en todo el panorama industrial.

Sin embargo, cuando la gente piensa en la fabricación aditiva (FA), una de las aplicaciones que inmediatamente viene a la mente es la creación de prototipos. Cuando los ingenieros necesitan iterar en un diseño rápidamente, sin preocuparse por las restricciones que se aplican a una ejecución de fabricación tradicional, AM, a menudo denominada impresión 3D, funciona muy bien porque no implica herramientas duras y, por lo tanto, permite una iteración rápida. . Cuanto más eficientemente se pueda desarrollar un prototipo, más rápido podrá una empresa pasar a la producción en volumen, donde los métodos de fabricación tradicionales pueden hacerse cargo si lo desea.

Pero hay mucho más en la fabricación aditiva que la creación de prototipos, y no son solo las empresas en la fase de investigación y desarrollo las que se beneficiarán de su uso. De hecho, la fabricación aditiva ofrece ventajas significativas en una variedad de aplicaciones, desde ahorrar tiempo y materiales hasta abrir nuevas posibilidades de diseño.

Aplicaciones de fabricación aditiva

Con eso en mente, para ayudarlo a explorar el potencial de la tecnología de impresión 3D, analizaremos cuatro aplicaciones específicas de fabricación aditiva y un caso de uso industrial asociado. La fabricación aditiva ha revolucionado los proyectos en un espectro de industrias, incluidas la aeroespacial, la automotriz, la de bienes de consumo, la médica y la robótica, y los ejemplos que destacamos aquí demuestran formas en las que supera los métodos de fabricación tradicionales en velocidad, eficiencia, calidad y costo.

Bajo volumen, piezas bajo demanda

La tecnología de fabricación aditiva está en una posición única para satisfacer las necesidades de la producción bajo demanda y de bajo volumen.

Los métodos de fabricación tradicionales a menudo requieren pedidos de gran volumen para reducir el costo unitario. El moldeo por inyección, por ejemplo, puede implicar costos de herramientas de $ 20,000 a $ 110,000 antes de que un proyecto pase a producción. Por el contrario, la fabricación aditiva no implica ningún gasto de capital para las herramientas:las piezas impresas en 3D se pueden producir en pequeñas cantidades, sin pedidos mínimos, cuando se necesitan, lo que le permite reducir los costes de fabricación y el inventario.

Las ventajas de bajo volumen de AM significan que la producción de piezas se puede escalar para satisfacer exactamente la demanda del mercado. Evans Motorsport Performance (EMP) trabajó con Fast Radius para diseñar una cubierta de pernos del mercado de accesorios para el Chevrolet Corvette C8. Originalmente hecha de aluminio, la pieza era compleja y costosa de fabricar, y EMP necesitaba una solución que hiciera posible la producción de bajo volumen con material de calidad automotriz. Usando el proceso de impresión Carbon Digital Light Synthesis (DLS)™ y el termoplástico EPX 82, redujimos los costos de herramientas en $12,000 y el tiempo de producción en cuestión de días. La pieza también podría almacenarse en nuestro Almacén Virtual para producción bajo demanda.

Piezas consolidadas individuales

Además de las ventajas de la producción de bajo volumen, la fabricación aditiva ofrece nuevas posibilidades para piezas que antes se consideraban "infabricables", incluidas las consolidaciones de componentes separados.

Las unidades únicas consolidadas tienden a tener geometrías complejas, como estructuras de celosía o incluso ensamblajes móviles. La fabricación aditiva hace que estas piezas sean posibles porque permite la impresión de un conjunto completo como una sola pieza, en lugar de múltiples piezas que se ensamblarán más tarde. La consolidación tiene ventajas específicas en el sector de productos de consumo, donde la capacidad de crear diseños de piezas simplificados y más eficientes significa:

• Menos tiempo y dinero dedicados al montaje.
• Disminución del riesgo de costos ocultos y retrasos en los proyectos.
• Menores requisitos de materiales.
• Menor riesgo de problemas de suministro.
• Disminución del riesgo de fallas en las piezas.

En un ejemplo del mundo real de los beneficios de consolidación de la fabricación aditiva, Fast Radius trabajó con Steelcase™ en el diseño de su silla de oficina SILQ de alto rendimiento, ganadora del prestigioso Premio a la Innovación en NeoCon 2018. Las tapas de los brazos de la silla SILQ se fabricaban tradicionalmente en tres partes separadas y se ensamblaban más tarde, un proceso que amplió la línea de tiempo del producto. Mediante el proceso Carbon Digital Light Synthesis (DLS)™, pudimos consolidar la fabricación de la tapa del brazo en una sola pieza impresa en 3D:una unidad contigua diseñada con una estructura de celosía para reducir sustancialmente el uso de materiales y los costos de ensamblaje.

Piezas muy pequeñas

La fabricación aditiva es particularmente útil para la producción de componentes más pequeños, del tamaño de una pelota de béisbol o más pequeños, en volúmenes muy bajos.

Cuando la producción de piezas pequeñas se amplía en la fabricación aditiva, a menudo surgen ventajas de velocidad y costo. De hecho, para las piezas de plástico del tamaño de una pelota de ping pong (o más pequeñas), con frecuencia tiene más sentido económico utilizar la fabricación aditiva en lugar de la tradicional. La capacidad de producir piezas pequeñas en volúmenes bajos puede ser ventajosa en la industria médica, especialmente cuando esas piezas deben adaptarse para uso individual, como en prótesis o implantes.

Coapt, una empresa con sede en Chicago que produce prótesis para extremidades superiores, contrató a Fast Radius para refinar la segunda generación de su producto estrella:el sistema Coapt COMPLETE CONTROL, que utiliza el reconocimiento de patrones eléctricos para permitir que las personas que han perdido las extremidades superiores controlen por completo el movimiento en sus brazos ortopédicos. El innovador sistema incluye dos piezas muy pequeñas:el botón de calibración y los tapones de las latas. Ambas partes son integrales y el botón presenta un acabado de textura específico requerido para una interacción precisa con el usuario. La fabricación aditiva nos permite mantener el diseño de los tapones y el botón de calibración bajo un control explícito y lograr un rendimiento impresionante:con las impresoras Carbon DLS™ y HP MJF, producimos 135 botones (11 x 11 x 5,5 mm) en 35 minutos y 848 tapones de lata (1,75 x 5,2 x 3,2 mm) en 23 minutos.

Piezas personalizables

La fabricación aditiva brinda oportunidades de personalización sin precedentes al proceso de diseño.

Sin las limitaciones de costo y tiempo de los requisitos iniciales de herramientas, los diseñadores pueden adaptar piezas impresas en 3D para aplicaciones específicas o necesidades del consumidor, hasta una sola unidad. Las posibilidades de personalización de la fabricación aditiva abarcan la funcionalidad, la estética y la marca:los elementos únicos se pueden introducir rápidamente y en una escala muy pequeña e incluyen:

• Nuevas características estructurales
• Texturas de superficie
• Logotipos de la empresa
• Texto y diseños
• Números de serie de variables

Como beneficio adicional, la investigación sugiere que las tres cuartas partes de los consumidores están dispuestos a pagar hasta un 20 % más por productos personalizados, lo que significa que es probable que los costos adicionales introducidos por las opciones de diseño únicas se mitiguen a largo plazo.

Además de reducir los costos de materiales y los plazos de producción, la capacidad de personalizar piezas tiene importantes beneficios potenciales en todo el panorama industrial. En las industrias de la robótica y el consumo minorista, por ejemplo, a medida que los clientes realizan pedidos continuos, la tecnología de impresión 3D nos permitiría agregar características únicas, como logotipos, con un simple cambio en el archivo de diseño. De manera similar, en las industrias dental y médica, las piezas, como prótesis, implantes o guías quirúrgicas, podrían modificarse para adaptarse al receptor individual. Las bandejas dentales personalizadas, por ejemplo, podrían imprimirse a partir de un escaneo para adaptarse perfectamente a los dientes de alguien.

Explore las aplicaciones de impresión 3D Fast Radius

Si desea aprovechar el poder y la posibilidad de la tecnología de impresión 3D, y las aplicaciones descritas anteriormente tienen sentido para sus necesidades, vale la pena explorar sus opciones fuera de los métodos de fabricación tradicionales. Póngase en contacto con el equipo de Fast Radius hoy mismo para hacer posible su próximo proyecto con la fabricación aditiva.

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