Sus objetivos son claros: alta productividad y seguridad de los trabajadores, bajo coste y materiales capaces de soportar las exigencias de un entorno de fabricación. La fabricación tradicional tiene su lugar, pero no es la única vía para obtener piezas resistentes. La fabricación aditiva (AM) que utiliza material de nailon reforzado con fibra de carbono permite imprimir en 3D piezas resistentes y ligeras con una elevada relación resistencia-peso para la creación rápida de prototipos, piezas de producción en series cortas e incluso piezas de calidad de producción. Las plantas de producción que aprovechan la potente combinación del mecanizado tradicional y la fabricación aditiva logran el escenario más eficiente y rentable. La impresión 3D con fibra de carbono le ofrece piezas resistentes, complejas y personalizables para necesidades que van desde prototipos funcionales hasta tiradas de producción completas. Puede reducir el peso de las herramientas y los medios auxiliares de fabricación y personalizarlos para que sean más ergonómicos, cómodos y fáciles de usar. La resistencia y rigidez de los materiales con fibra de carbono permiten un proceso optimizado desde el diseño inicial hasta la fabricación. Su planta se vuelve más eficiente. Se eliminan las barreras, se reducen los costes y los plazos de entrega, y se minimizan las lesiones con baja laboral de los trabajadores. Este resumen de la solución no solo muestra las ventajas de la impresión 3D con materiales de alta relación resistencia-peso como la fibra de carbono, sino que también ofrece una vía hacia una solución integral que integra la impresión 3D en su planta de producción.
El mecanizado CNC no va a desaparecer para las series largas de piezas resistentes. Pero la impresión 3D con materiales resistentes, ligeros y rígidos, como la fibra de carbono, significa que la fabricación aditiva puede complementar los procesos actuales de la planta de producción, aportando valor en cuanto a tiempo de fabricación, libertad de diseño y complejidad. La clave está en identificar exactamente en qué puntos de su planta la fabricación aditiva puede ayudar a reducir los costes de utillaje, mantenimiento y reparación. A veces, los propios trabajadores de la planta pueden identificar los casos de uso clave de la fabricación aditiva. Pero este no es el único lugar donde obtener información sobre el valor de la fabricación aditiva en su planta. Empiece por identificar sus puntos débiles. A continuación, pase a las aplicaciones de la planta que puedan mejorarse con plazos de producción más cortos, lo que puede mejorar sus resultados. Por último, busque los servicios de expertos en el campo de la estrategia y la implementación de la fabricación aditiva para obtener soluciones de vanguardia.
Obstáculos para la eficiencia
Desde el tiempo de inactividad de los trabajadores hasta las ineficiencias de la línea de producción, pasando por la maximización de la utilización de los equipos de producción, cualquier cosa que se interponga en el camino de la eficiencia le cuesta dinero. Elimine el desperdicio, reduzca el inventario y aprenda a implementar la fabricación inteligente con una planta de producción conectada al IoT. Aplicaciones
de herramientas Las
herramientas no ergonómicas pueden causar lesiones a los trabajadores, lo que da lugar a tiempo de inactividad. Los largos plazos de producción de herramientas, así como la falta de piezas de recambio, son áreas en las que la AM puede mejorar su eficiencia y reducir los costes.
Buscar el asesoramiento adecuado
Necesita un asesoramiento sobre AM que no se ajuste a un proceso concreto, sino que se adapte a su línea de producción. Una solución de AM integral comienza con la estrategia adecuada de un equipo de servicios expertos. El asesoramiento adecuado no solo responde a si la AM encaja en su flujo de trabajo, sino también a cómo. Una visita a la planta de producción con expertos en AM puede identificar con mayor precisión las áreas clave para aumentar el rendimiento de la producción y ayudar a identificar ahorros de tiempo y costes.
El termoplástico reforzado con fibra de carbono satisface las exigentes necesidades del entorno de producción y puede sustituir a las herramientas metálicas. Con una mezcla de resina de nailon 12 y fibra de carbono triturada, con una carga del 35 % en peso, este material tiene la mayor resistencia a la flexión de todos los termoplásticos FDM®. La fibra de carbono ofrece la resistencia y la rigidez que necesitas para herramientas rígidas, prototipos y piezas de producción. Incluso prototipos funcionales para los largueros del chasis de un dispositivo de movilidad OneWheel.
La prototipación rápida puede ser el término de AM con el que esté más familiarizado, pero no es el único proceso rápido para la impresión 3D. Gracias a las sólidas propiedades de materiales como la fibra de carbono, el utillaje rápido puede significar menos tiempo de inactividad cuando las herramientas fallan. Imprima en 3D rápidamente piezas de recambio que tengan la resistencia necesaria para aguantar en un entorno de producción. Las plantillas y los accesorios impresos en 3D con FDM Nylon 12 con fibra de carbono no solo son ligeros, sino que tienen la resistencia necesaria para realizar el trabajo, ya sea como herramientas de sustitución provisionales o como prototipos funcionales.
Reduzca el tiempo
de inactividad El tiempo de inactividad es pérdida de ingresos. Con la impresión 3D puede sustituir su pieza en una fracción del tiempo que requieren los métodos de mecanado tradicionales. Todo ello con un software fácil de usar que convierte a cualquiera en un experto en impresión 3D.
Aumente la eficiencia
¿Necesita una nueva herramienta para mejorar la eficiencia de su línea de producción? Con la impresión 3D puede diseñar en GrabCAD Print™ y pasar a imprimir sin problemas, todo ello en menos tiempo que la fabricación tradicional, con una resistencia comparable y a un menor coste.
Reduzca los residuos La fabricación
aditiva, por su propia naturaleza, genera menos residuos que el mecanizado tradicional. En lugar de cortar material para dar forma a una pieza, el material se añade capa a capa para formar una pieza que, en esencia, no genera residuos. Esto no solo es más rentable, sino también más ecológico.
A pesar de ser un gran usuario de la impresión 3D, a la empresa de actividades al aire libre Thule le quedaba un obstáculo por superar: la capacidad de imprimir prototipos con la rigidez y resistencia de las piezas moldeadas por inyección reforzadas con fibra o vidrio, lo que permitiría a la empresa realizar pruebas funcionales. Como pionera en el uso del FDM Nylon 12 con fibra de carbono, la empresa puede ahora ir más allá de la validación del diseño y pasar a las pruebas reales en carretera de los mecanismos de sujeción para productos como su porta-kayaks para el techo del coche.
El valor de la impresión 3D para los fabricantes reside en su capacidad para reducir el tiempo de ciclo y los costes. La combinación de la libertad de diseño que ofrece la impresión 3D con la capacidad y fiabilidad de los materiales de Stratasys proporciona a los fabricantes una poderosa ventaja para lograr una personalización económica, la producción de tiradas cortas y la creación de prototipos funcionales. Los materiales
de alta resistencia, como el FDM Nylon 12 con fibra de carbono, permiten sustituir los materiales metálicos más pesados para crear piezas y herramientas más ligeras.
Tenga en cuenta los siguientes casos de uso mientras busca oportunidades dentro de su operación de producción para reducir sus costes de fabricación y desarrollo de productos. Ayudas
a la fabricación
La rápida producción de accesorios, plantillas, calibres de control y herramientas de inspección permite a los fabricantes mejorar la eficiencia del tiempo de ciclo de las tareas, reducir el coste de las herramientas y obtener más herramientas más rápidamente que con los medios tradicionales. Prototipos
funcionales Los
materiales de alta resistencia hacen posible la creación de prototipos funcionales, lo que reduce el tiempo de desarrollo, disminuye los costes de desarrollo y acelera el tiempo de comercialización. Optimización
ergonómica Las herramientas
impresas en 3D son más ligeras y pueden optimizarse para tareas específicas, lo que aumenta la seguridad de los trabajadores y la eficiencia en el trabajo
La posibilidad de utilizar el Nylon 12 con fibra de carbono FDM de Stratasys en todas las fases del proceso de fabricación permite a Utah Trikes disponer de más tiempo para perfeccionar sus diseños. La empresa utiliza nylon 12 con fibra de carbono impreso en 3D para prototipos, utillaje y piezas de producción en series cortas debido a sus excelentes propiedades mecánicas. Al ser un fabricante de productos personalizados, la impresión 3D con Nylon 12 con fibra de carbono FDM permite a Utah Trikes reducir el tiempo de desarrollo de los productos.
Dixon Valve & Coupling recurre a la impresión 3D para reducir sus costes de fabricación mediante herramientas resistentes y de rápida producción, como localizadores de pórtico, accesorios y mordazas de sujeción. La mano de obra supone un gasto significativo para Dixon, y la posibilidad de imprimir estas herramientas en 3D redujo drásticamente ese coste, lo que justificó rápidamente una mayor inversión en impresión 3D.
Las aplicaciones de herramientas son una de las mayores oportunidades que tiene para aprovechar las ventajas de la impresión 3D en cuanto a tiempo, costes y eficiencia ergonómica. Dado que las impresoras 3D de Stratasys trabajan con una amplia variedad de termoplásticos, incluyendo nailon de fibra de carbono de alta resistencia, PEKK y resinas ULTEM™, puede aplicar la impresión 3D a múltiples aplicaciones de herramientas. Las ayudas de
fabricación habituales, como los dispositivos de sujeción y otras herramientas de la línea de producción, se implementan fácilmente y representan una gran oportunidad de ahorro con la impresión 3D. Estas herramientas, esenciales para el proceso de producción, suelen ser muy comunes en la planta de producción. Sin embargo, su fabricación suele ser costosa y llevar mucho tiempo cuando se realizan con métodos y materiales tradicionales, mientras que pueden imprimirse en 3D más rápidamente, a un menor coste y optimizarse fácilmente para la seguridad y la eficiencia de los trabajadores.
Más allá de las ayudas de fabricación comunes, también encontrará oportunidades adicionales entre aplicaciones de utillaje más especializadas, que incluyen las siguientes:
Herramientas de
termoformado. Estas herramientas suelen estar fabricadas en madera, tablero RenShape, aluminio fundido o lingotes de aluminio mecanizados, y suelen ser caras, con largos plazos de producción.
Herramientas de hidroformado
. El utillaje de hidroformado fabricado en aluminio u otros metales requiere un tiempo considerable de programación para el mecanizado CNC, especialmente para formas complejas, y da lugar a un desperdicio considerable de material.
Herramientas para compuestos
: utilizadas para dar forma a estructuras compuestas, estas herramientas suelen ser voluminosas, pesadas y costosas, con plazos de entrega de semanas o incluso meses, dependiendo del tamaño y la complejidad.
Estas aplicaciones son muy adecuadas para sustituciones impresas en 3D en producciones de tiradas limitadas o para evaluar diseños antes de invertir en herramientas rígidas de alto coste. Los materiales de alta resistencia, como el nailon 12 con fibra de carbono FDM, son lo suficientemente resistentes como para sustituir a las herramientas metálicas en determinadas aplicaciones. La resina ULTEM 1010 es apta para el curado en autoclave y ofrece una forma mucho más rentable de fabricar herramientas ligeras para el laminado de compuestos.
Genesis diseña e implementa sistemas de automatización robótica y necesitaba un efector final robótico más rápido, ligero y económico para sujetar y recortar piezas compuestas. Utilizando resina ULTEM™ 9085 de alta resistencia, Genesis fabricó un nuevo efector final que supuso una reducción de peso del 94 % en comparación con la pinza tradicional, lo que permitió utilizar un motor robótico más pequeño. El tiempo de producción también se redujo en un 85 %, pasando de 20 días a tres.
Muchos fabricantes creen que el statu quo es suficiente; ¿está cometiendo su empresa este costoso error? La verdad es que la impresión 3D, a menudo junto con tecnologías probadas a lo largo del tiempo, es esencial para una fabricación eficiente. En la carrera hacia el inventario cero y la creación en el punto de uso, la fabricación tradicional no puede competir con el ahorro de tiempo y costes que ofrece la impresión 3D. Además de la libertad de diseño y el ahorro de costes y peso que ofrece la fabricación aditiva, las impresoras FDM de Stratasys complementan las tecnologías existentes y le permiten reducir los costes de producción, acortar el tiempo de comercialización, aumentar la eficiencia de fabricación y optimizar las cadenas de suministro. La Stratasys F900™ está preparada para MTConnect, por lo que dispone de una conectividad total en la planta de producción. Nuestra amplia selección de materiales le permite adaptar de forma rentable sus requisitos de diseño al material adecuado, desde materiales económicos de grado de ingeniería hasta polímeros avanzados de alto rendimiento como el nailon con fibra de carbono, el PEKK y el ULTEM™. El software GrabCAD Print facilita el paso directo del modelo CAD a la impresión final, al tiempo que le da acceso a información crítica sobre la impresión.
¿Necesita ayuda para aprovechar todo el potencial de la impresión 3D en su planta de producción? Deje que los equipos de consultoría estratégica o de operaciones de Stratasys Expert Services validen la impresión 3D para su negocio y le ayuden a identificar áreas específicas de su planta de producción que estén listas para la integración de la fabricación aditiva.
¿Cuánto le cuesta su metodología de fabricación actual? Póngase en contacto con un representante de Stratasys y descubra cómo la impresión 3D puede reducir sus costes.
