Un producto impreso en 3D se forma a partir de capas de materiales depositadas a partir de un modelo digital. El envío y otras actividades logísticas pueden ser eliminadas, lo que resulta en ahorros de energía de hasta un 60 por ciento. Además, los usuarios pueden producir artículos con menos recursos. Los ahorros en costos de hasta un 70% se pueden atribuir a la impresión 3D debido al prototipado. Esto contrasta con la fabricación tradicional, que es muy costosa.
Comparación de tecnologías
El proceso de fabricación tradicional implica inyección, moldeo, mecanizado, conformado y ensamblaje, lo que aumenta el costo del producto. El método tradicional también requiere gastar mucho dinero en fabricación y envío, lo que eleva aún más el costo final. El proceso de impresión 3D utiliza técnicas como el sinterizado láser, la impresión con aglutinante, la estereolitografía, el polyjet y el modelado por deposición fundida/producción de filamentos fundidos, que son principalmente dependientes de la tecnología digital y, por lo tanto, resultan en objetos de menor costo. Aunque los costos iniciales de instalación son más altos, la impresión 3D se ha vuelto más asequible que la mano de obra barata en los países en desarrollo. Además, los costos de impresión 3D siguen disminuyendo, lo que lleva a la posibilidad de tener impresoras 3D en cada hogar pronto. Los productos personalizados tienen el mismo precio que los productos producidos en masa.
¿Cómo puede la fabricación aditiva reducir los costos?
Los métodos de fabricación tradicionales, como el moldeo por inyección, requieren producción en masa para equilibrar los costos generales de las herramientas, el ensamblaje y la producción. Además, la fabricación aditiva tiene el mismo costo independientemente del tamaño del pedido, por lo que este método es más barato cuando hay un pedido pequeño.
Tener un sistema más adaptable y personalizable
Dado que los costos de cada unidad adicional son los mismos, se pueden realizar cualquier número de cambios en el producto. En el prototipado, crearías un prototipo usando impresión 3D y lo actualizarías hasta que cumpla con tu satisfacción. Este es un paso importante antes de pasar a la producción en masa. También puedes utilizarlo durante el resto del proceso de fabricación, para crear piezas únicas que pueden ser más receptivas a tus necesidades, avanzar en la concepción y recibir retroalimentación del consumidor.
No hay costos adicionales asociados con la complejidad
Cuando se crean construcciones mecánicas complejas, se necesita precisión y habilidad, especialmente al ensamblar partes complicadas, lo que lleva a un aumento correspondiente en el precio a medida que la complejidad aumenta. La impresión 3D, por otro lado, crea un objeto entero en un solo paso, en lugar de ensamblar componentes uno por uno. Como resultado, la complejidad no es un gasto adicional.
¿Qué es la fabricación tradicional?
En la fabricación tradicional, se elimina material de un lingote o bloque para obtener la forma neta utilizando tecnologías sustraídas.
Los procesos de fabricación tradicionales incluyen mecanizado, moldeo, conformado y ensamblaje. Existen cuatro tipos principales de tecnologías de fabricación tradicionales para polímeros y compuestos:
El mecanizado es el método de producción más común para metales, y también es el método más común para plásticos en volúmenes bajos y medianos. Aunque puede proporcionar la forma deseada con excelente precisión, tiende a desperdiciar material generando virutas retiradas. Los procesos de mecanizado más comunes incluyen:
- torneado
- perforación
- fresado
- corte con láser
Desde el advenimiento del mecanizado CNC de 5 ejes, la eficiencia de esta tecnología sustraída ha aumentado considerablemente. A pesar de esto, los costos de inversión para una máquina CNC de 5 ejes son muy altos, por lo que la mayoría de las empresas están equipadas con máquinas CNC de 3 ejes o taladros y fresadoras manuales.
El moldeo es un método muy común para producir piezas de polímeros termoplásticos. La técnica es extremadamente útil para la producción en masa de componentes, pero requiere el uso de un molde especialmente diseñado. Los plásticos se producen principalmente en masa mediante moldeo por inyección, compresión y rotación. En general, aproximadamente el 80 % de los productos plásticos duraderos que utilizamos todos los días se fabrican por moldeo por inyección.
El conformado implica prensar hojas termoplásticas en troqueles personalizados. Dado que esta tecnología solo se puede utilizar para fabricar piezas de pared delgada y con cuerpo hueco, es ideal para prototipos y piezas de embalaje. Una de las tecnologías de conformado más comunes para polímeros es el termoformado. Para crear la pieza final, se estira una hoja termoplástica calentada sobre la superficie de un troquel mientras la presión del vacío tira de la hoja hacia abajo.
Mediante el ensamblaje, es posible construir formas complejas a partir de componentes más simples. Aunque son relativamente económicos, su procedimiento de ensamblaje a menudo requiere la mano de obra manual de un operador, lo que los hace ideales para producción en pequeñas y medianas cantidades. Cada proceso de fabricación tiene ventajas y desventajas. Para producir sus piezas, las empresas comúnmente utilizan métodos de fabricación tradicionales. La fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, ha añadido a la lista de tecnologías de producción posibles en las últimas décadas, aportando nuevas ventajas.
La impresión 3D es una alternativa rentable a la fabricación tradicional
Prototipado rápido
Desde un diseño hasta un prototipo real, los productos se pueden desarrollar más rápidamente.
Velocidad de fabricación
La velocidad de fabricación para un gran número de productos finales es la misma que para el beneficio anterior.
Almacenamiento
Con las tecnologías de fabricación tradicionales, es más rápido y barato fabricar productos adicionales que sabes que necesitarás eventualmente. Con la impresión 3D, solo los productos que se venden necesitan ser fabricados, por lo que no es necesario almacenar inventario en exceso.
Las impresoras 3D pueden producir casi cualquier cosa
Ya sea que tengas antojo de chocolate o necesites un trasplante de órgano, tienes suerte. Originalmente, las empresas de impresión 3D vendían cartuchos de tinta de plástico. Ahora tienen tinta hecha de azúcar, chocolate, arena, cerámica, metales e incluso células vivas para producir una cantidad infinita de creaciones.
Las impresoras 3D son el futuro de las empresas de fabricación
Las impresoras 3D facilitan la reducción de algunos empleos. No solo son más productivas, sino que también son más respetuosas con el medio ambiente. Cuando construyes algo, normalmente tienes restos sobrantes. Las impresoras 3D construyen solo lo que se necesita en función de sus conocimientos sobre moldes y diseños. Como resultado, son más económicas y ecológicas. Una impresora 3D también puede ser utilizada como una herramienta de fabricación productiva. Al comprar una impresora 3D comercial, se pueden diseñar productos más grandes y lograr mayores volúmenes de producción.
¿Qué hace que la impresión 3D sea mejor que la fabricación tradicional?
Cada nueva idea en el mercado se basa en la innovación. Las empresas deben comprender los requisitos de un nuevo diseño y los límites que deben establecerse al avanzar con el proceso de evaluación para el desarrollo del producto. Una vez desarrollado el concepto, el siguiente paso es evaluar las opciones de fabricación disponibles para encontrar el mejor proveedor para el nuevo producto. Pero, ¿cómo elegir la mejor tecnología de fabricación? ¿Cuáles son los métodos de procesamiento para polímeros de alto rendimiento y compuestos?
Antes de analizar algunas tecnologías de fabricación tradicionales, consideremos las diferencias entre la fabricación tradicional y la impresión 3D. La siguiente tabla muestra las principales diferencias entre las dos familias de tecnologías.
¿Cómo es superior la impresión 3D a la fabricación tradicional?
Cuando se cumplen una o más de las siguientes condiciones, la impresión 3D es un método de fabricación ideal para la producción rápida de piezas:
- Producción de pequeños lotes;
- Plazo de entrega corto;
- Ubicaciones remotas;
- Con la fabricación tradicional, los costos aumentan con la complejidad;
- Reducción de las piezas en stock, almacén digital.
Las empresas innovadoras utilizan la impresión 3D para reducir el tiempo de comercialización al acelerar el prototipado, lo que reduce los costos asociados con el desarrollo del producto.
