Impresión 3D en la fabricación de utillajes (Tooling)

RECURSO: http://engatech.com/blog/

Impresión 3D en la fabricación de utillajes (Tooling)

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La impresión 3D o también conocida como fabricación aditiva está introduciéndose con fuerza en la industria y negocios. Entre los casos de éxito conocidos se encuentra la fabricación de accesorios, partes, componentes o posicionadores que luego serán utilizados en el proceso productivo para la fabricación del producto final.

 

La introducción de la tecnología de la fabricación aditiva (impresión 3D) en las empresas en numerosas ocasiones empieza en los departamentos de ingeniería para la realización de prototipos. Tras un periodo de maduración en la utilización de la tecnología las aplicaciones se amplían a otros campos. Comprender bien los beneficios que aporta la impresión 3D, requiere de una curva de aprendizaje corta.

 

Hemos visto numerosas aplicaciones de utillajes de posicionamiento para líneas de montaje, utillajes de sujeción de una o varias piezas en las líneas de montaje de una fábrica, hasta piezas personalizadas (tapas, cubiertas de motor, difusores, etc.).

 

¿Porqué utilizar la impresión 3D para la fabricación de utillajes?

  1. Para la fabricación de utillajes con geometrías complejas con un menor tiempo de producción comparado con la fabricación de utillajes mediante procesos de mecanizado.                                                                                
  2. Integración de la tecnología de impresión 3D en la planta de producción. Gracias al desarrollo tecnológico de las impresoras 3D FELIXprinters de la serie PRO, la utilización de estas puede ser llevada a cabo por los operarios de planta tras una pequeña formación. Se pueden integrar fácilmente las operaciones de impresión 3D dentro de las tareas de la planta de producción.                                                                                                              
  3. Agilidad en la cadena de suministro. El proceso de producción de utillajes se reduce drásticamente gracias a la utilización de la tecnología de la fabricación aditiva frente a los procesos tradicionales que incluyen (el proceso de compra de material base del volumen requerido para la fabricación del utillaje, la puesta en máquina del material base, el proceso de mecanizado, postprocesos de terminación de pieza manuales y el montaje final (proceso que puede llegar a requerir de varias semanas). Mediante la impresión 3D podemos crear un utillaje en horas, que incluye el tiempo de preparación de máquina (2 minutos), y el tiempo de impresión 3D, el material se puede tener en stock debido a que siempre es el mismo independientemente de la geometría del utillaje a fabricar, este detalle facilita los procesos de compra, el control de stock, etc.                                                                                                                                          
  4. Fabricación más económica, para series pequeñas y a medida. El controlador de la empresa (especialista en cálculo de costes de fabricación), con la fabricación aditiva tendrá que cambiar la mentalidad sobre la producción en masa. Con la impresión 3D ya no sirve aquello de tengo que fabricar miles o centenares de miles de piezas para obtener partes económicas. El coste de producción de utillajes mediante la impresión 3D es muy económica porque la mayor parte del coste de producción se debe a la cantidad de material utilizado. Si un utillaje pesa 350 gramos, el coste para la empresa será prácticamente el coste de estos 350 gramos de material, más la amortización de la máquina, el coste energético será sumamente bajo y tendrá poca influencia (ya que las máquinas de impresión 3D FELIXprinters son de bajo consumo, con máquinas que solo consumen 0,22 KW).                                                                                                          
  5. Variedad de materiales. Para la fabricación de utillajes disponemos de un amplio abanico de materiales, con distintas propiedades mecánicas, temperaturas de funcionamiento, etc. Entre ellos se encuentran materiales compuestos con Fibra de Carbono o Fibra de Vidrio, Nylon, ASA, ABS, PET, PETG, Polipropileno, Policarbonato, etc.                                                                                                                 
  6. Optimización de recursos. La impresión 3D permite diseñar utillajes que anteriormente se diseñaban en varias piezas unidas por procesos mecánicos en una sola pieza, gracias a la libertad de creación de geometrías complejas, con el ahorro que ello conlleva en tiempo de montaje y ajuste, coste de elementos de unión, etc. Otra gran ventaja es que el diseñador puede optimizar el diseño de la pieza generando zonas con distintos espesores de refuerzo estructural, que cumplan con la función y con la utilización de la mínima cantidad de material posible. Esto se traduce en piezas más ligeras y económicas.                                                                                                                                                                        
  7. Tecnologías complementarias.
    • CAD: diseño asistido por ordenador, esta tecnología permite la generación del volumen virtual del objeto/s a fabricar.
    • CAE: simulación por elementos finitos, esta tecnología permite optimizar piezas gracias a ensayos de cálculo teórico que permite la iteración del diseño de las piezas sin ensayos destructivos.
    • ESCANER 3D: También conocido como ingeniería inversa, esta tecnología permite la obtención de un volumen virtual del objeto a fabricar mediante la captación del volumen de un objeto existente al realizar un barrido de la pieza mediante un escáner 3D y unos procesos de generación de superficies y volúmenes a partir de la nube de puntos generada por el escáner 3D.

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