Adoptar la producción en serie en la fabricación aditiva

Jun 22, 2023

Por Rachael Pasini | 30 de mayo,

La evolución de la producción de prototipos y lotes pequeños a la producción en serie de piezas de plástico y metal en la fabricación aditiva aumenta la utilización eficiente de los equipos de impresión 3D, proporciona un entorno de trabajo seguro y crea un flujo de producción óptimo. Sin embargo, lograr una producción en serie eficiente requiere una automatización inteligente y una red capaz de integrar perfectamente los largos tiempos de producción de los componentes en la impresión 3D con pasos ascendentes y descendentes más cortos.

Por Oliver Elbert, jefe de fabricación aditiva • Grupo Grenzebach

La fabricación aditiva (AM), o impresión 3D, es la fabricación de un objeto tridimensional a partir de un modelo CAD o un modelo 3D digital. Se puede realizar en una variedad de procesos en los que el material se deposita, une o solidifica bajo el control de una computadora y se agrega el material (como plásticos, líquidos o granos de polvo), generalmente capa por capa.

Hace treinta y cinco años, las técnicas de impresión 3D se consideraban adecuadas solo para la producción de prototipos funcionales o estéticos. Sin embargo, en los últimos años, la precisión, la repetibilidad y la gama de materiales de la fabricación aditiva han aumentado hasta el punto de que ahora es una tecnología de producción industrial viable.

Debido a que la fabricación aditiva es un proceso de unión de materiales, mediante el cual un producto puede fabricarse directamente a partir de su modelo 3D, generalmente capa sobre capa, ofrece ventajas considerables en comparación con las tecnologías de fabricación tradicionales, como el mecanizado CNC o la fundición. Los procesos de fabricación aditiva tienen la capacidad única de permitir la fabricación de piezas con una forma compleja, así como una distribución de materiales compleja, y aumenta significativamente la libertad de diseño para los diseñadores.

El desafío con la fabricación aditiva es el largo tiempo de producción requerido para cada artículo en la impresora 3D, mientras que los pasos de producción anteriores y posteriores tienen tiempos de entrega significativamente más cortos. Esto genera considerables ineficiencias en el proceso general de fabricación aditiva.

La solución es la producción en serie, con automatización inteligente e integración en red de todos los procesos anteriores y posteriores en el ciclo de impresión 3D. Los usuarios se benefician de los procesos automatizados, al tiempo que garantizan un flujo de material óptimo entre dispositivos individuales, como impresoras, sistemas de eliminación de polvo y acabado. Además de aumentar la utilización eficiente del equipo de impresión 3D, la producción automatizada proporciona un entorno de trabajo seguro para los trabajadores.

Eficiencia mejorada. Automatización inteligente y fiable de redes de pasos de proceso con diferentes tiempos de producción. Los sistemas de impresión 3D, preprocesamiento y posprocesamiento están sincronizados mecánica, electrónica y digitalmente, lo que da como resultado una maquinaria utilizada de manera óptima con el máximo rendimiento.

Menor costo por pieza. La interconexión inteligente de los pasos de trabajo individuales permite el máximo aprovechamiento de todos los sistemas. Esto permite la producción con menores costes por pieza.

Seguridad y salud en el trabajo. Durante el procesamiento posterior de componentes impresos en 3D, puede haber riesgos para la salud debido al polvo fino y las nanopartículas. Las soluciones de automatización con un diseño óptimo cumplen con las normas de seguridad y salud en el trabajo y reducen los riesgos para los trabajadores.

Múltiples pasos de proceso de duración variable hacen que la fabricación aditiva sea un asunto complejo. Cada fabricante tiene requisitos específicos para el tipo de material que se utiliza para los procedimientos de impresión 3D, preprocesamiento y posprocesamiento. Preparar una secuencia de funciones de impresión 3D para la producción en serie optimizada requiere abordar los componentes de automatización para cada proceso.

A continuación, se incluye un desglose de las soluciones de sistemas automatizados que admiten la sincronización inteligente de la producción en serie para la fabricación aditiva. Estos sistemas cubren la carga y descarga, la fabricación aditiva, la eliminación de polvo y el posprocesamiento:

La fabricación aditiva abre nuevas perspectivas para muchas industrias, pero las industrias automotriz y aeroespacial han sido las primeras en adoptar esta tecnología de importancia crítica. Para la producción de componentes, estas industrias están capitalizando cada vez más las posibilidades de la fabricación aditiva.

Los vehículos y aeronaves se pueden diseñar con menos componentes pero con funcionalidades mejoradas y un peso total más bajo. La automatización inteligente y la creación de redes son necesarias para la producción en serie segura y eficiente de componentes mediante impresión 3D.

En particular, la sincronización de los pasos de producción y el transporte entre las celdas de fabricación, como se demuestra en la producción en serie, es inmensamente importante. La buena utilización de la capacidad es clave. Solo de esta manera se puede utilizar el equipo de manera óptima con largos tiempos de producción de un trabajo de construcción en la impresora y tiempos de producción significativamente más cortos de los pasos de producción anteriores y posteriores.

Debido a que muchos factores pueden afectar los procesos de fabricación aditiva, es importante que los fabricantes consulten a un experto en automatización de impresión 3D que conozca los detalles y las prioridades que influyen en la producción en serie en relación con su aplicación. Esto es necesario para el análisis de los requisitos y el desarrollo óptimo del concepto, para garantizar la integración fluida en el entorno de producción, incluida la integración de las máquinas existentes en la cadena de procesos. Los expertos en automatización ayudan a los fabricantes a desarrollar soluciones para facilitar el logro del rendimiento de producción y el control de procesos deseados, al tiempo que garantizan el uso más eficiente de los equipos de impresión 3D.

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