¿Está interesado en la producción de pequeños lotes con impresión 3D? Lea nuestra guía para principiantes y descubra las posibilidades de utilizar las tecnologías de impresión 3D para la producción de piezas pequeñas.
Antes de empezar, una impresora 3D no es un equipo de producción. En cambio, es un equipo adecuado para la creación de prototipos.
Sin embargo, en algunos casos, se puede utilizar una impresora 3D o varias de ellas para la producción. Por ejemplo, las impresoras pueden funcionar bien cuando se necesita fabricar productos pequeños en cantidades de hasta 1000 piezas al mes.
Una vez aclarado esto, descubramos cómo las impresoras 3D pueden ayudarle en la producción de piezas en lotes pequeños.
Impresión 3D en pequeños lotes
En la impresión 3D, hay que empezar por crear un modelo. Las empresas de fabricación no siempre tienen un modelo 3D del producto que necesitan imprimir. En la mayoría de los casos, el modelo sólo existe en forma de dibujo. En este caso, hay que recurrir a un especialista que pueda crear un modelo 3D a partir de un dibujo, o bien utilizar un escáner 3D.
Sin embargo, incluso el modelo obtenido tras la digitalización necesita un procesamiento adicional. Para esta tarea, se necesitan algunos conocimientos básicos de trabajo con gráficos 3D. Una vez creado el modelo 3D, puede evaluar la eficacia de utilizar impresoras 3D para imprimir un pequeño lote.
En primer lugar, hay que imprimir la pieza para estimar la complejidad y el tiempo que se tarda en fabricar una pieza. Además, tras la impresión, el peso del modelo estará claro. Esto le permitirá estimar correctamente el coste del producto resultante.
También puede probar la pieza en el área de uso. ¿Es adecuada para sus tareas en cuanto a sus características, es decir, aspecto, fuerza, resistencia al desgaste, adecuación al entorno en el que se utilizará, capacidad para soportar altas o bajas temperaturas, etc.?
A menudo vale la pena hacer varias impresiones con diferentes tipos de resinas plásticas o fotopolímeros para comparar.
Cuando hablamos de producción de lotes pequeños, siempre hay que elegir entre una impresora de fotopolímero y una impresora FDM clásica.
A la hora de elegir entre estas tecnologías de impresión 3D, hay que tener en cuenta que el coste del filamento es, por término medio, entre 3 y 5 veces menor que el de la resina de fotopolímero. Al mismo tiempo, imprimir un modelo o 10 modelos en una impresora de fotopolímero lleva el mismo tiempo. Esto le da una ventaja significativa en productividad sobre una impresora 3D FDM.
Además, los materiales de impresión disponibles para la impresión FDM son muy variados y sus propiedades son bien conocidas. Por otro lado, la impresión con fotopolímero produce una superficie de producto acabado de mayor calidad y un aspecto más ergonómico.
Así que, después de realizar todas las pruebas, elegir la tecnología de impresión, el material y la calidad requerida, puede calcular el coste del producto y el tiempo que se tarda en hacer la tirada que necesita.
En este cálculo, considere un 20% adicional para posibles impresiones fallidas y las pérdidas temporales asociadas a ello. Recuerde que si tiene una sola impresora, ésta puede averiarse y no podrá cumplir su pedido a tiempo. Si el tiempo es un factor crítico, debería tener al menos dos o más impresoras para un proyecto de impresión 3D en lotes pequeños. De hecho, necesita varias impresoras aunque no sea necesario desde el punto de vista del rendimiento.
Después de determinar la cantidad de inversión que necesita y el coste del producto final, compare estas cifras con los métodos de producción tradicionales (es decir, creación de moldes, fresado, moldeo de silicona y otros). Si la impresión 3D parece más rentable, entonces puede probar la impresión 3D en pequeños lotes.
Después de hacer los cálculos y determinar que la impresión 3D es la solución adecuada para su proyecto, elija una impresora 3D que pueda resolverlo. Para ello, considere si las tareas son del mismo tipo o cambiarán constantemente. Si las tareas son del mismo tipo, elija una impresora adecuada para tales fines.
Para tareas sencillas, las impresoras 3D económicas como Anycubic Mega S o Anycubic 4Max Pro 2 son adecuadas.
Si la impresora va a realizar diversas tareas, elige un modo más versátil. Buenas recomendaciones son la impresora Raise3D Pro2 Plus y la FlashForge Creator 3.
Si hablamos de una impresora de fotopolímero, considera los modelos con un área de construcción mayor, como la Wanhao Duplicator 8 o la Phrozen Shuffle XL 2019. En igualdad de condiciones, estas impresoras 3D de resina ofrecen una mayor productividad por unidad de tiempo.
Para mayor claridad, veamos algunos ejemplos.
i) 2050.AT
2050.AT, una subdivisión del grupo de empresas Transmashholding/LocoTech, es una exitosa granja de impresión 3D con sede en Rusia.
Originalmente, 2050.AT se creó para cubrir la escasez de piezas en el depósito y en las fábricas de reparación de locomotoras. Se trataba tanto de piezas descatalogadas como de productos con documentación perdida.
Algunos ejemplos de estos productos son
Traducción del sueño.
Soporte de manguera de aire para la locomotora.
Cubierta de espejo de vídeo para el tren Ivolga.
Así como las partes funcionales de la cabina del conductor que requieren una rápida sustitución (por ejemplo, interruptores, mandos, cubiertas y tapas).
En la primera etapa, las piezas con problemas de entrega se dibujan según los planos o se escanean. Además, si es necesario, se realiza ingeniería inversa y la pieza se envía a imprimir. Si se requiere un tratamiento adicional, los productos se envían a pintar.
A finales de 2018, 2050.AT compró las primeras 4 impresoras Raise3D Pro2 y funcionaron.
En primavera, pidieron 16 impresoras más. Un total de 20 impresoras Raise3D Pro2 fueron suficientes para dar servicio a 150 depósitos, 10 plantas de reparación y 10 plantas de fabricación.
De media, el tiempo de producción de piezas de recambio se redujo de cuatro meses a dos semanas. Además, el coste de los productos resultó ser varias veces inferior.
At this stage, the company is actively introducing additive manufacturing in all their specialized companies and plan to expand the farm to 50 printers.
Today, 2050.AT prints spare parts and prototypes not only for repair plants, but also for such enterprises as the Cheboksary Concern Tractor Plants, the MISIS Institute, the Russian Mechanics company, Tupolev PJSC, and others.
2. Investigación Prusa
Otro ejemplo interesante es la empresa de impresoras 3D Prusa Research, fundada en 2009 por un estudiante de Praga llamado Josef Prusa.
Josef creó una impresora 3D en la que la mayoría de las piezas se imprimen en 3D.
En 2016, la granja de impresión 3D de Prusa estaba formada por solo 40 impresoras, que imprimían simultáneamente piezas de repuesto para otras impresoras. En 2018, su número había aumentado a 500.
La impresión de todas las piezas de una nueva impresora 3D tarda 27 horas en una sola impresora en una granja Prusa. ¡Esto es fantástico!
Además, la mayoría de las piezas de repuesto para las impresoras 3D de Prusa pueden descargarse en su sitio web e imprimirse por cualquier persona en casa.
La empresa envía alrededor de 6.000 impresoras a todo el mundo cada mes.
Esto les valió el título de la empresa tecnológica de más rápido crecimiento en Europa Central (Deloitte 2018), con una tasa de crecimiento del 17,118% en cuatro años.
De vuelta a las realidades de la producción de impresión 3D en lotes pequeños.
3. Lubimova
En 2014 se creó el proyecto Lubimova. Se trata de una tienda online para fabricantes de pan de jengibre.
El proyecto se creó literalmente en la cocina con una sola impresora 3D. Por supuesto, con una sola impresora, los pedidos tardaban mucho en completarse. Por lo tanto, se necesitaban más equipos para aumentar el volumen de negocio.
En cuatro años, el proyecto había crecido hasta convertirse en una de las mayores tiendas online de moldes y plantillas de pan de jengibre.
En la actualidad, “Lubimova” cuenta con varias decenas de impresoras 3D para la producción de moldes. Además, el proceso está casi completamente automatizado, lo que elimina los errores y reduce los costes al mínimo. Por último, los plazos de entrega no superan los dos días.
¿Qué pasa con las impresoras 3D de resina?
Debido a la especificidad de los materiales utilizados, el nicho de la impresión con fotopolímeros es bastante estrecho. Por regla general, el material se utiliza en la producción de moldes maestros para fundición o modelos que requieren una cierta suavidad de superficie y un alto nivel de detalle.
Actualmente, uno de los ámbitos más demandados de la impresión SLA es la odontología.
Por ejemplo, la producción de alineadores puede atribuirse con seguridad a la producción a pequeña escala. El resultado es que para tratar a un paciente se necesitan entre 10 y 35 modelos de alineadores para todo el curso.
Los modelos necesitan el mismo tipo de resina pero no deben ser exactamente iguales. Hacer 35 modelos maestros para moldear alineadores a mano de la manera tradicional es una tarea ardua y requiere mucho tiempo.
Una impresora 3D mejora la productividad y la calidad de los productos acabados. Además, se pueden imprimir múltiples productos en una plataforma en un solo ciclo.
En definitiva, el coste de los modelos maestros impresos en 3D es significativamente menor. Además, el propio proceso de producción es más rápido y eficiente.
Si desea establecer una producción a pequeña escala de piezas de plástico, póngase en contacto con nosotros. Podemos realizar una impresión de prueba para que pueda determinar si esta tecnología es adecuada para sus tareas.
