10 cosas a tener en cuenta al comenzar con la impresión 3D industrial a gran escala

1: DETERMINAR LOS BENEFICIOS OBJETIVO DE LA LFAM

El punto de partida de la LFAM suele encontrarse en los beneficios de este método de producción en comparación con la fabricación tradicional. Por lo tanto, no es sorprendente que estas ventajas definan los siguientes pasos en el proceso de selección de la LFAM. Para comprender los posibles beneficios de la LFAM para su organización, necesitamos analizar todo el caso de uso y determinar qué factores se aplican a su aplicación. Las empresas que empiezan con la LFAM suelen enumerar una o varias de las siguientes ventajas como motivación para la LFAM:

1. La fabricación aditiva de gran formato requiere menos trabajo manual que los métodos tradicionales. La actual escasez de personal en todo el mundo impulsa aún más la necesidad de innovación.
2. La cadena de suministro puede reducirse utilizando la fabricación aditiva de gran formato. La capacidad de imprimir moldes, piezas finales estructurales y piezas finales no estructurales reduce significativamente tanto la dependencia de terceros como el tamaño del inventario necesario.
3. La ampliación de los plazos de entrega globales motiva a las empresas a producir localmente. La LFAM permite a las empresas hacerlo, reduciendo el número de movimientos de transporte necesarios para la producción.
4. Si bien una cadena de suministro más corta y menos movimientos de transporte ya contribuyen a una menor huella de carbono, la LFAM tiene más beneficios para las empresas que buscan producir de manera más sostenible. La LFAM ofrece la posibilidad de «cerrar el círculo» mediante el uso de material reciclado para la impresión 3D.
5. Al ofrecer los beneficios mencionados anteriormente, la LFAM proporciona un método de producción más rentable a largo plazo. Por lo tanto, la fabricación aditiva de gran formato también es interesante desde el punto de vista financiero.

2: CONVERTIR EL DISEÑO A FABRICACIÓN ADITIVA

El diseño realizado para métodos de fabricación tradicionales no puede aplicarse de forma idéntica a la impresión 3D. Por ejemplo, la impresión 3D permite la integración de múltiples componentes en el mismo diseño. Mientras que los métodos tradicionales requerirían que estos componentes se ensamblaran manualmente. La omisión de uniones mediante remachado o soldadura no solo garantiza un producto final con mayor resistencia, sino que también ahorra un tiempo valioso.

Debido a las diferencias en los principios de diseño, el proceso de diseño debe adaptarse al diseño para la fabricación aditiva. CEAD ayuda con gusto a las empresas y organizaciones con esta adaptación.

Una forma de hacerlo es a través de proyectos piloto que nuestro equipo de aplicaciones lleva a cabo para evaluar la viabilidad técnica y comercial de la aplicación de LFAM. Las estrategias de diseño e impresión son conceptos centrales durante los proyectos. Seleccionamos la estrategia de impresión adecuada en función del diseño.

Otro ejemplo del apoyo de CEAD en este paso se puede encontrar en la formación que los nuevos propietarios de nuestros sistemas de impresión 3D industrial reciben de los ingenieros de soporte. La formación no solo se centra en el manejo del hardware y el software suministrados por CEAD, sino también en el diseño para la impresión 3D.

3: CONSIDERAR LAS PROPIEDADES DEL COMPUESTO TERMOPLÁSTICO

Las organizaciones que se inician en la fabricación aditiva de gran formato suelen estar familiarizadas con diversos compuestos de acero o termoestables. Durante su transición a la LFAM, descubren el mundo de los compuestos termoplásticos. Los cabezales de impresión de CEAD están desarrollados para procesar una amplia gama de materiales termoplásticos reforzados con fibra. Desde materiales de alto rendimiento reforzados con fibras de carbono hasta materiales básicos reforzados con vidrio o fibras naturales.

Aspectos como la fuerza, la rigidez, la resistencia a los rayos UV, la inflamabilidad, la resistencia a las llamas y la vida útil difieren para los termoplásticos, los compuestos termoestables y materiales como el acero. Las propiedades de los termoplásticos reforzados con fibra ofrecen muchas posibilidades nuevas.

En CEAD probamos continuamente materiales junto con nuestros clientes y proveedores de materiales. Durante estas pruebas, no solo nos sumergimos en la capacidad de impresión de un material, sino también en sus características, como la fuerza. Creemos que es vital probar estos materiales, ya que cada aplicación tiene diferentes requisitos y, por lo tanto, exige un material diferente.

El uso de compuestos termoplásticos para la fabricación aditiva tiene varias ventajas. En primer lugar, el material proporciona una alta resistencia a la corrosión y a los productos químicos. Además, los termoplásticos pueden reciclarse, lo que permite procesos de producción más sostenibles. Por último, CEAD ofrece a sus clientes una amplia base de conocimientos sobre todas las pruebas de materiales que se amplía constantemente.

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PELETIZADO VS FILAMENTADO IMPRESIÓN 3D DE GRAN FORMATO

La mayoría de las impresoras 3D actuales utilizan filamentos como materia prima para realizar impresiones 3D. Antes de poder utilizar el filamento, es necesario procesarlo. Este proceso se conoce como extrusión de filamentos e implica la conversión de gránulos de plástico en bruto en un alambre de filamento.

Los sistemas de fabricación aditiva de CEAD utilizan gránulos de plástico en lugar de filamentos. A diferencia de las extrusoras de filamentos, las extrusoras de gránulos utilizan un método de atornillado para fundir y transportar el material granulado desde el cilindro a través de una boquilla (matriz) calentada. Los gránulos se introducen en una entrada de alimentación. A continuación, se empujan a través de un cilindro con múltiples secciones calentadas donde se calientan para fundirse.

Una vez ablandado hasta alcanzar la consistencia deseada, el mecanismo de tornillo crea suficiente presión para forzar la salida del material a través de una boquilla hacia una plataforma, creando impresiones 3D capa por capa. El proceso es más complejo en comparación con la extrusión de filamentos, pero tiene varias ventajas, como menores costes, mayor velocidad de producción y mayor disponibilidad de materiales.

4: COMBINAR DISEÑO Y MATERIAL

Las decisiones tomadas en los pasos anteriores con respecto al diseño, la estrategia de impresión y el material de impresión 3D se unen en el proyecto piloto. Durante este proyecto, investigaremos aspectos importantes de la aplicación, como el diseño, el material necesario y la estrategia de impresión. Por ejemplo, ciertos materiales pueden actuar de manera diferente cuando se imprimen en un ángulo de 45 grados. El proyecto piloto ofrece la oportunidad perfecta para probar esto en la práctica.

Un proyecto piloto comienza con un análisis rápido y rentable de la dificultad general del proyecto. Durante el análisis rápido se tienen en cuenta la complejidad, la estrategia de impresión, el tamaño del objeto y la selección de materiales.

Las posibilidades generales de un proyecto piloto son infinitas. Los proyectos piloto siempre se personalizan según sus necesidades. En función de la aplicación, al proyecto piloto se le pueden añadir necesidades tanto aditivas como sustractivas. El proyecto suele oscilar entre una prueba de material o una pieza de uso final a escala real.

La duración de un proyecto piloto depende de su tamaño y complejidad. Los proyectos piloto más pequeños pueden realizarse en una fase, como por ejemplo la selección del material de impresión. Los proyectos piloto más grandes se dividen en tres fases para minimizar el riesgo para ambas partes. Después de cada fase, se lleva a cabo un momento de «adelante/no adelante», que permite a ambas partes controlar el proyecto.

5: SELECCIÓN DE LA SOLUCIÓN DE AM PARA SU APLICACIÓN

La primera selección de posibles soluciones de impresión 3D a gran escala se realiza durante el inicio del proyecto piloto, en el análisis rápido. Los siguientes pasos guían al cliente hacia la configuración de impresión 3D ideal para su aplicación particular. Una vez que se ha demostrado la viabilidad, la máquina ideal puede optimizarse y personalizarse.

CEAD diseña y entrega una solución completa Flexbot: desde los propios robots hasta los extrusores, la cama de impresión, las boquillas y un secador. Nuestros especialistas le ayudarán a crear un sistema que se adapte a sus necesidades. El Flexbot se adapta a sus necesidades, en el sentido de que si crea impresiones grandes, puede seleccionar una pista de impresión sobre un pedestal. Si planea imprimir con material rugoso, puede seleccionar un extrusor más potente. El Flexbot se basa en un diseño modular.

Otro aspecto de flexibilidad se encuentra en los cabezales de las boquillas. El tamaño de la boquilla se puede determinar por extrusor. Dependiendo del ancho que desee imprimir y del extrusor en sí, puede ajustar las boquillas de 2 a 25 mm.

6: CONSIDERE LOS AJUSTES EN LAS INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN

No todas las instalaciones de producción están listas de inmediato para la instalación de una máquina de fabricación aditiva a gran escala. Antes de que la máquina sea enviada a su ubicación, CEAD diseña posibles distribuciones para la instalación final.

Además, se crean simulaciones para proporcionar una vista previa precisa de la máquina. Durante este proceso, determinamos si la máquina se adapta a las instalaciones de producción, si se dispone del equipo necesario y si se requieren ajustes.

7: INSTALACIÓN Y CALIBRACIÓN DE LA MÁQUINA

Ha llegado la parte más emocionante del proceso: la instalación y calibración del sistema en sus instalaciones de producción. Este paso se centra en la precisión con la que el sistema final podrá imprimir. Es importante que el proveedor de LFAM pueda ofrecer una solución precisa que esté calibrada para sus instalaciones.

Antes de enviar el robot, CEAD lleva a cabo una prueba de aceptación en fábrica (FAT) interna para garantizar que el sistema funcione de acuerdo con los estándares que esperamos/exigimos de nuestros sistemas. El sistema se ensamblará de acuerdo con las necesidades que se determinaron durante el proyecto piloto.

Posteriormente, el robot se enviará, montará y probará en sus instalaciones durante la fase de instalación, que incluye la prueba de aceptación in situ (SAT). Durante esta prueba, se comprueba la funcionalidad y seguridad del robot en las instalaciones del cliente.

La parte final de la instalación consiste en la calibración del sistema, realizada por nuestros ingenieros de software. CEAD se esfuerza por revolucionar las posibilidades de la fabricación aditiva. En este esfuerzo, la precisión de nuestras impresoras 3D a gran escala es fundamental.

Varios aspectos de la solución de FA se calibran con Sinumerik Direct Control y nuestro sistema de seguimiento láser, como las pistas lineales, la precisión del brazo robótico y la corrección de la flexión del brazo robótico. Haga clic para leer más sobre cómo mejorar la precisión de la FA con seguimiento láser.

8: FORMACIÓN EN FABRICACIÓN ADITIVA DE GRAN FORMATO

Para aprovechar todo el potencial de nuestras soluciones, es necesario familiarizarse con las posibilidades de la impresión 3D a gran escala. Por eso, CEAD ayuda a los clientes con formación personalizada, tanto en nuestras instalaciones de producción como en las suyas. La formación se imparte para adquirir los conocimientos y habilidades necesarios para manejar la solución específica que se ha adquirido.

CEAD ofrece varias posibilidades de formación en impresión 3D a gran escala. La formación más común es la obligatoria que viene con la compra del Flexbot, que se centra en nuestra solución robótica. Además, CEAD también ofrece formación opcional para los clientes de extrusoras robóticas.

El contenido de la formación sobre extrusoras robóticas y la forma en que se lleva a cabo pueden personalizarse en función de las preferencias del cliente. CEAD puede impartir la formación a través de una llamada en línea, en nuestra sala de producción o in situ. El presente artículo profundiza en la formación que se imparte a los nuevos propietarios de la solución Flexbot.

CEAD no diferencia entre formación inicial, avanzada u otros tipos de formación, todos los clientes reciben el mismo nivel de formación. Sin embargo, la formación se personaliza en la medida de lo posible. Piense, por ejemplo, en los ingenieros que están familiarizados con las máquinas CNC, que requieren una formación diferente/menor que las personas que son nuevas en la maquinaria.

Por lo general, la formación la siguen hasta 5 o 6 personas. Esto se debe a la proporción ideal de formador por alumno de 1 a 3. La formación de Flexbot suele estar a cargo de dos ingenieros de aplicaciones/atención al cliente. Según nuestra experiencia, un máximo de tres personas por formador proporciona la experiencia óptima para los alumnos. Si es necesario, es posible solicitar una formación con mayor capacidad.

9: INICIO DE LA FORMACIÓN CONTINUA IN-HOUSE LFAM

Creemos que, una vez que la máquina se ha instalado en las instalaciones del cliente, el proveedor de LFAM sigue desempeñando un papel fundamental en la implementación exitosa de la solución. Mientras el conocimiento y la máquina están a su disposición, es posible que se encuentre con obstáculos o desafíos en su viaje de LFAM. Es por eso que los ingenieros de soporte dedicados y experimentados de CEAD garantizan el mayor tiempo de actividad posible de la máquina.

Lo hacen de dos maneras. En primer lugar, el equipo de soporte tiene experiencia en soporte a nivel mundial y, por lo tanto, puede proporcionar soporte cuando sea necesario. Proporcionan una solución a distancia (en línea, a través del portal de conocimiento o en una videollamada) o visitan sus instalaciones cuando es necesario. En segundo lugar, CEAD dispone de un amplio stock de piezas de repuesto que se pueden pedir en línea y se envían a sus instalaciones previa solicitud.

Nuestro equipo de expertos se dedica a establecer una relación a largo plazo para proporcionar a nuestros clientes una experiencia fructífera con LFAM. El equipo tiene una amplia experiencia en fabricación aditiva y un profundo conocimiento de la tecnología. Podemos anticipar varios escenarios o desafíos que podría encontrar y somos capaces de proporcionar una solución o estrategia adecuada para avanzar. En caso de que ocurra algo, estamos capacitados para identificar rápidamente el problema y encontrar soluciones duraderas.

10: UN SOCIO QUE CRECE A MEDIDA QUE CRECE SU EMPRESA

A medida que una empresa crece, la capacidad de producción crece simultáneamente. Si inicialmente un sistema de impresión robotizada satisfacía las necesidades de fabricación aditiva de una empresa, con el tiempo, un aumento de la producción podría requerir la compra de máquinas adicionales.

Los ingenieros de soporte de CEAD han sido testigos de este crecimiento en las empresas en varias ocasiones y, por lo tanto, saben qué necesidades podrían desarrollarse en el futuro. Además, el equipo de soporte entiende que la continuidad es importante. Proporcionarán continuidad no solo brindando soporte para aumentar el tiempo de actividad, sino también estando disponibles para la capacitación del personal futuro.

Es de vital importancia seleccionar un proveedor de fabricación aditiva que se desarrolle con su empresa. Junto con nuestros socios, CEAD está en la frontera de la fabricación aditiva a gran escala. Trabajamos en estrecha colaboración con varias instituciones de investigación (como la Technische Universität Dresden, la ETH Zürich, la Technical University of Munich y el ICD Stuttgart) para innovar continuamente en la fabricación aditiva y poder ofrecer soluciones creativas a nuestros clientes y sus aplicaciones.

EMPEZANDO CON LA FABRICACIÓN ADITIVA DE GRAN FORMATO

La forma en que el proveedor configura la máquina es de gran importancia para aplicaciones particulares. Por ejemplo, el sector marítimo requiere diferentes dimensiones de las impresiones que, por ejemplo, el automotriz. Esto se refleja en el tamaño de la máquina, la cama de impresión y la elección entre un pedestal o robots en una pista.

Por lo tanto, es importante un proveedor que esté familiarizado con la aplicación de la fabricación aditiva y sustractiva en diversos sectores. CEAD ha estado desarrollando tecnología de impresión 3D a gran escala durante más de ocho años. Desde cabezales de impresión independientes conectados a un brazo robótico existente hasta puentes grúa completos o soluciones robóticas, entregados e instalados en todo el mundo.

Con pasión por la tecnología y la innovación, nos impulsa encontrar soluciones creativas para nuestros clientes y sus aplicaciones. Ayudándoles a transformar sus actividades comerciales con nuestra tecnología. No dude en ponerse en contacto con nosotros si tiene alguna pregunta sobre proyectos a gran escala.