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La impresión 3D es un tema amplio que involucra múltiples tecnologías y una amplia gama de impresoras para servir a innumerables aplicaciones. Si es nuevo en la impresión 3D, es comprensible que tenga preguntas sobre por dónde empezar o si es una buena opción. Para ayudar, hemos compilado esta lista que creemos que lo ayudará a comenzar sobre una base sobre la cual puede construir su conocimiento y tomar decisiones más informadas.
La impresión 3D, también conocida como manufactura aditiva, es lo contrario a la manera tradicional de crear objetos. En vez de maquinar o substraer material para generar un objeto (parecido a cómo los escultores realizan sus, valga la redundancia, esculturas) la impresión 3D añade capas de material para construir un objeto, solo donde es necesario claro. Diseñadores e ingenieros cargan un archivo CAD (Computer Assisted Design) a una impresora 3D, que luego imprime el objeto sólido contenido en dicho archivo.
Los termoplásticos son los materiales utilizados con más frecuencia, pero la tecnología 3D también incluye fotopolímeros, resinas de epoxy, metales y más. Existen también diferentes materiales que simulan el tejido humano, como huesos y piel. Incluso comestibles como el chocolate son utilizados en la impresión 3D.
La impresión 3D ofrece algunos beneficios que justifican su adopción en la industria. Dichos beneficios se caracterizan por seis razones clave:
• Libertad de diseño – Las partes pueden ser optimizadas con base en el objetivo del modelo, en lugar de estar restringidos por limitaciones de manufactura tradicional.
• Funcionalidad embebida – La impresión 3D permite la inclusión de capacidades añadidas en una pieza o ensamble, eliminando pasos de manufactura, reduciendo tiempos y costos.
• Cadenas de suministros optimizadas – Capacidades bajo demanda y producción punto-de-uso cortocircuitan cadenas de suministros tradicionales, optimizando entregas y reduciendo costos de inventario.
• Personalización – Sin el impedimento de la economía de escala, la personalización puede ser realizada en masa, permitiendo mayor diferencia en el mercado.
• Manufactura rentable – La ausencia de utilización de herramientas, elimina uno de los costos más grandes en la industria, haciendo la producción de bajo volumen rentable para la empresa.
• Sustentabilidad del ciclo de la vida – Libertad de diseño y producción punto de uso permiten partes optimizadas, reduciendo el uso de combustible, reduciendo el impacto ambiental.
En otras palabras, la impresión 3D abre nuevas puertas. Puedes ahorrarte días de ciclos de producción, reducir la complejidad en ensambles finales, producir estructuras ligeras pero resistentes, crear prototipos hiper realistas, permitiendo ser más competitivo.
La impresión 3D es una herramienta esencial para acelerar el proceso de prototipado. Sin embargo, no se limita solo a eso, ofreciendo diferentes soluciones en el ciclo de vida de un producto.
• Fabricación: la libertad de diseño y la producción de volumen bajo a medio económicamente viable permiten nuevas posibilidades para el diseño de productos y la mejora operativa. Aplicadas en combinación, estas dos capacidades tienen el potencial de transformar cadenas de suministro y modelos comerciales de décadas de antigüedad.
• Herramientas: las ventajas de las herramientas impresas en 3D incluyen producción bajo demanda, personalización, digitalización de diseños y flexibilidad de diseño sin restricciones. Esto elimina a los proveedores costosos, reduce los plazos de entrega, permite el almacenamiento digital y acelera la productividad del piso de fabricación.
• Ventas y venta al por menor: la impresión 3D brinda a los minoristas la capacidad de innovar, entregando productos bajo demanda altamente personalizados y nuevas experiencias, como artículos “co-diseñados” desarrollados en conjunto con los clientes.
• Suministro de posventa: las empresas que adoptan la impresión 3D como repuesto y piezas de repuesto pueden reemplazar los almacenes de repuestos con impresoras 3D o una oficina de servicios de impresión 3D por contrato para producir piezas justo a tiempo.
Esto depende de la profundidad de la implementación y del tipo específico de tecnología de impresión 3D que se utilice. Las impresoras 3D abarcan el espectro de costos desde máquinas de costo relativamente bajo que son adecuadas para un entorno de oficina hasta impresoras grandes y costosas de grado industrial. Dentro de cualquier categoría de tecnología dada, la diferencia entre los sistemas de gama baja y alta a menudo incluye el tamaño de la pieza, la variedad y calidad de los materiales, y la precisión, confiabilidad y consistencia de los sistemas. En comparación con el modelado tradicional para prototipos o los métodos de fabricación tradicionales como el mecanizado CNC o el moldeo por inyección, la impresión 3D suele ser mucho más rápida y en volúmenes más bajos, mucho menos costosa. A medida que aumentan los beneficios y las aplicaciones, la tecnología se puede escalar adecuadamente.
La impresión 3D acelera el proceso al reducir el tiempo y el costo asociados con la creación de prototipos y refinando el diseño. Se pueden producir muchos más prototipos impresos en 3D en el tiempo necesario para moldearlos o mecanizarlos y por un costo mucho menor. Los prototipos altamente realistas impresos en impresoras multimateriales a todo color se ven como el producto final, cultivando mejores decisiones y más rápido.
La impresión 3D brinda a los diseñadores la capacidad de acortar drásticamente el proceso de diseño en comparación con los métodos tradicionales de modelado manual o subcontratación a talleres de modelos.
Mantenga el proceso de diseño completamente interno. Con la impresión 3D, los diseñadores obtienen un control total sobre el proceso de diseño. La creación de modelos internamente ahorra el tiempo asociado con la subcontratación. Una mayor flexibilidad en la línea de tiempo permite a los diseñadores probar nuevas ideas e iterar con frecuencia, lo que da como resultado mejores productos que se destacan.
Prototipo más rápido e inteligente. La subcontratación es a menudo demasiado costosa y requiere mucho tiempo para permitir la iteración de prototipos más detallados, especialmente modelos que incorporan CMF (color-material-finish). La velocidad y el flujo de trabajo optimizado de la impresión 3D brindan a los diseñadores la libertad de crear docenas de prototipos detallados al tiempo que reducen el tiempo para llegar al diseño óptimo.
Crea modelos hermosos y muy detallados. Con la impresión multimaterial a todo color, los diseñadores pueden crear prototipos que se ven, se sienten e incluso funcionan como si fueran reales en solo unas pocas horas. La capacidad de evaluar el color, la textura y la ergonomía de un producto significa una mejor retroalimentación y una aprobación más rápida por parte de los clientes.
La impresión 3D niega la necesidad de fabricar e instalar herramientas costosas para hacer cosas. Su naturaleza aditiva la convierte en una solución de producción rápida, de volumen bajo o medio que no depende de las economías de escala, al igual que lo hace una inversión en herramientas para moldes de inyección. Esto abre nuevas oportunidades donde la producción de menor volumen y / o bajo demanda antes era antieconómica. También es compatible con la fabricación distribuida, donde las piezas se pueden imprimir fácilmente desde cualquier lugar. Por ejemplo, una aerolínea podría imprimir en 3D sus propias piezas de repuesto en una instalación de mantenimiento en lugar de tener que enviarlas el fabricante.
Desde la perspectiva de las herramientas, la impresión 3D ofrece la misma agilidad, pudiendo producir plantillas, accesorios, herramientas de fin de brazo y otras ayudas de fabricación en mucho menos tiempo y por menos costo que las herramientas tradicionales. Estas herramientas pueden personalizarse y optimizarse ergonómicamente para el operador, en lugar de diseñarse para la forma en que se fabrican. Los termoplásticos resistentes en lugar del metal les permiten ser más livianos y fáciles de usar, lo que aumenta la eficiencia de la tarea y reduce el tiempo de ciclo.
La impresión 3D no es un reemplazo mayoritario de los métodos de fabricación existentes, como el moldeado y el mecanizado. Su beneficio radica en complementar estas otras tecnologías en puntos en los que no pueden competir. Por ejemplo, la naturaleza aditiva de la impresión 3D es capaz de crear estructuras que no son posibles con el mecanizado o el moldeado. También hace que la producción de volumen bajo a medio sea económicamente viable porque no hay necesidad de invertir en herramientas. De manera similar, es mucho más rápido comenzar, razón por la cual GM recurrió a la impresión 3D para remodelar su línea de producción para producir ventiladores en la pandemia. En resumen, la impresión 3D es otra herramienta en la caja de herramientas, pero una que ofrece beneficios clave sobre las prácticas de fabricación tradicionales cuando se usa estratégicamente.
Hay cinco características que tienden a favorecer la impresión 3D de piezas de uso final:
• Complejidad: piezas que serían difíciles o imposibles de mecanizar o moldear
• Gran inversión inicial: alto costo inicial de creación de moldes de inyección
• Rediseño: nuevo diseño de producto que pueden ser susceptibles a cambios
• Personalización: productos únicos para aplicaciones personalizadas
• Producción de volumen bajo a medio: produzca de forma económica entre varios cientos y varios miles de piezas
Familiarizarse con la tecnología, comprender el impacto que tiene a lo largo del ciclo de vida del producto e identificar las áreas en las que puede proporcionar beneficios en su negocio es el primer paso lógico. Este tipo de análisis se complementa identificando sus objetivos comerciales y señalando los puntos de intersección donde la impresión 3D ofrece beneficios. ¿Quieres un prototipo más rápido? ¿Está buscando reducir el tiempo del ciclo de desarrollo de productos? ¿Necesita reducir los costes de fabricación?
Este whitepaper ofrece información clave sobre cómo la impresión 3D ayuda a transformar las empresas para lograr este tipo de objetivos. Otro paso inicial consiste en subcontratar la impresión 3D a una oficina de servicios. Esto ofrece los beneficios de la tecnología sin la inversión inicial en la impresora. A medida que crece el uso y la aplicación de la impresión 3D, puede evaluar el caso comercial para llevar esta capacidad internamente.
Como cualquier nueva tecnología o cambio en la ortodoxia empresarial, vale la pena ser deliberado y planificado al implementar la impresión 3D. Es posible que no obtenga los resultados que desea sin un plan bien pensado para implementar la tecnología o una estrategia clara para obtener un retorno de alto valor a largo plazo. Puede averiguarlo, pero las probabilidades están en su contra. Comenzar con algo pequeño, con una o dos impresoras, permitirá que una organización se familiarice con la tecnología, sus aplicaciones y beneficios. A partir de ahí, la tecnología se puede escalar para una implementación más amplia y el beneficio correspondiente.
El nivel de familiarización y formación depende del tipo de tecnología de impresión 3D que elija. Sin embargo, hay muchos tipos de impresoras 3D que no requieren una inversión significativa en tiempo de formación para estar operativas. El software asociado con estas impresoras proporciona un flujo de trabajo simple que permite a los operadores pasar rápidamente del modelo CAD a la pieza impresa. En términos generales, cuanto más sofisticada sea la impresora y sus capacidades, más capacitación se requerirá para una implementación efectiva.
Contratar a una oficina de servicios para fabricar sus piezas impresas en 3D es una buena forma de conocer los beneficios de la tecnología. Obtiene la experiencia y el conocimiento de un especialista en impresión 3D que posiblemente pueda guiarlo en la optimización del uso de la tecnología para sus propósitos específicos. Los gastos de su bolsillo suelen ser más bajos al principio, ya que evita los gastos iniciales asociados con la compra de una impresora. Por el contrario, los clientes que ya poseen impresoras 3D utilizan oficinas de servicio para descargar el trabajo cuando se excede la capacidad interna. Las oficinas de servicio también atienden muchos tipos de tecnología de impresión 3D, más de lo que poseen la mayoría de las empresas. Esto es beneficioso cuando desea servicios de impresión 3D que sean diferentes a su capacidad de impresión 3D interna.
Esperamos hayas resuelto todas tus dudas sobre la impresión 3D y aprendido un poco más sobre esta intrigante tecnología, te aconsejamos que no te quedes solo con esta información y sigas investigando por tu cuenta, el mundo de la impresión 3D es enorme y hay mucho más por descubrir.
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