Amigos o enemigos: Fabricación aditiva y tradicional

8 DE MAYO DE 2023 | Tiempo de lectura: 3 min

Como cualquier tecnología moderna, la fabricación aditiva (FA) causó un gran revuelo cuando vio la luz por primera vez, pero rápidamente se topó con el escepticismo. FA puede ser a menudo mal interpretada como una tecnología de tipo start-up que se propone dominar la fabricación tradicional, que constituye el 8,5% de la mano de obra estadounidense (12,85 millones de puestos de trabajo). En realidad, FA y la fabricación tradicional son amigas en la industria manufacturera: una herramienta más en la caja de herramientas en constante expansión del siglo XXI.

¿Cuál es la diferencia entre la fabricación aditiva y la fabricación tradicional?

La fabricación tradicional se refiere a la práctica de moldear, tallar y mecanizar para crear un producto, independientemente de su volumen. Algunas prácticas habituales en la fabricación tradicional son el moldeo por inyección, el mecanizado CNC y la fundición. Una línea de producción aprovecha históricamente un molde que se utiliza para hacer grandes volúmenes de un producto singular, una práctica eficiente y rentable que permite a las empresas producir en masa en los almacenes de la empresa.

La fabricación aditiva se refiere a la práctica de la impresión industrial en 3D, en la que, en lugar de tallar, moldear o fundir para fabricar un producto, se construye capa por capa dentro de una cámara de impresión 3D que sigue la trayectoria trazada por un archivo STL, como un diseño CAD (diseño asistido por ordenador). Los sectores espacial y aeroespacial, así como la medicina y la odontología, han adoptado esta tecnología por su capacidad de personalización y complejidad.

Ventajas e inconvenientes de FA y la fabricación tradicional

Ventajas de la fabricación tradicional:

Producción de gran volumen : la fabricación tradicional permite a las empresas fabricar un producto singular con rapidez, creando una línea de producción que puede funcionar durante 24 horas al día, satisfaciendo la demanda del mercado con eficacia.
Producción rentable: la producción de grandes volúmenes permite reducir el coste por unidad con cifras elevadas de producción y demanda. Cuanto más se produzca con la fabricación tradicional, más barato resultará fabricar cada producto, en parte debido a la amortización de los costes iniciales de utillaje, como un molde de inyección.
Consistencia de la pieza: la fabricación tradicional permite una gran consistencia de la pieza, repitiendo la misma producción de fabricación automatizada con poca desviación del diseño original.

Inconvenientes de la fabricación tradicional:

Gran desperdicio de material: el acto de tallar o producir una unidad singular con los métodos de fabricación tradicionales genera un desperdicio excesivo. Siempre se ha restado material para llegar al producto final, pero ¿qué pasaría si ese material no tuviera que desperdiciarse debido a las prácticas de fabricación tradicionales?
Poca capacidad para desviarse del diseño del prototipo original: la fabricación tradicional se basa en producir el producto previsto y la herramienta utilizada para estampar o tallar el diseño. Una vez fabricada la herramienta para la producción, las líneas de producción tienen poca o ninguna capacidad de cambiar o añadir algo al prototipo inicial del producto.
Coste elevado para niveles de producción bajos o medios: la amortización de los gastos iniciales de utillaje a lo largo de la producción es clave para reducir el coste por pieza. Sin un gran pedido de producción, el coste de fabricación de cada pieza individual es más elevado, lo que merma el resultado final debido a los gastos de producción.

Ventajas de la fabricación aditiva:

Flexibilidad de materiales: aprovechar la fabricación aditiva de polímeros o metales abre oportunidades para imprimir con varios materiales y seleccionar el material óptimo en función de las propiedades y características del material que se ajusten a la aplicación prevista en lugar de la disponibilidad o escasez de material. Esto permite a las empresas del sector aeroespacial, por ejemplo, alternar entre la impresión en titanio (Ti64) y aluminio (AlSi10Mg) en función del uso previsto de la aplicación.
Almacenamiento digital y producción de lotes pequeños: la fabricación aditiva ha acuñado la expresión "almacenamiento digital" para describir que, con una biblioteca de archivos STL al alcance de la mano, se dispone de un almacén que vive en el ordenador en lugar de en una instalación física de almacenamiento. La posibilidad de decidir cuántos y de qué se desea imprimir permite acceder a líneas de producción limitadas y satisfacerlas rápidamente en lugar de rediseñar la rueda (o el sello).
Personalización y consolidación de piezas: con los archivos STL, puede modificar el prototipo o el diseño inicial y enviarlo a la impresora en cuestión de minutos. No es necesario crear la herramienta para el producto, el láser y el archivo STL trabajan en tándem como un mapa guiado para construir un producto completo. Diseñar con FA también permite consolidar piezas gracias a las complejas capacidades de la impresión 3D.

Inconvenientes de la fabricación aditiva:

Coste inicial: el coste de adquisición de un sistema FA puede sorprender al principio a quienes se inician en la impresión 3D industrial. Adquirir un sistema de este calibre es una inversión sustancial para la mayoría de las organizaciones, pero de forma similar a como la fabricación tradicional amortiza el coste inicial de una máquina CNC o una herramienta de fundición, el coste de un sistema FA se amortizará diez veces con el tiempo gracias a la capacidad de imprimir y cambiar materiales bajo demanda en función de las especificaciones de su empresa.
Post-procesamiento - el proceso de alisado, teñido y acabado de las aplicaciones FA directamente después de su construcción puede requerir herramientas y equipos adicionales para completar la producción de la pieza de manera efectiva. Aunque esto añade algo de tiempo a la fecha total de finalización de su proyecto, permite a aquellos con aplicaciones que estarán en exhibición alcanzar la apariencia física óptima para sus aplicaciones.
Restricciones de tamaño de construcción - Los volúmenes de construcción del sistema FA varían según el tamaño y no se adaptan a todas las dimensiones de aplicación. Dependiendo de las complejidades de la aplicación y si FA es la solución para usted, nuestra organización hermana, AMCM (Additive Manufacturing Customized Machines) puede modificar y construir un sistema EOS con especificaciones añadidas como un mayor volumen de construcción, láseres más potentes y fine detail resolution (FDR).

Cómo saber qué proceso le conviene

Ambos procesos tienen ventajas e inconvenientes; todo depende de cuál sea el más adecuado para su aplicación y sus objetivos de producción. Si fabrica exactamente el mismo producto sencillo en unidades masivas, la fabricación tradicional, como el moldeo por inyección, puede ser el método de producción más racionalizado. Si desea personalizar un producto, tiene diseños geométricos o estructuras internas complejas, o un objetivo de producción que puede ampliarse o reducirse con el tiempo, merece la pena considerar FA para la fabricación a corto y largo plazo.

Un ejemplo de colaboración entre la fabricación aditiva y la tradicional en una planta de producción:

Casco Bauer Hockey REAKT

Cuando Bauer se planteó inicialmente la colaboración, se mostró escéptico sobre la capacidad de FApara pasar del prototipo a la producción. Sabían que no era la solución más rentable para un producto fabricado en serie, pero también sabían que podrían beneficiarse aprovechando el aumento constante de la popularidad de la personalización y querían ofrecer un casco personalizado hecho a la medida de cada uno en lugar de una talla única para todos. Un avance rápido: Bauer ha aceptado y tiene previsto ampliar sus líneas de productos impresos en 3D y su producción global con la ayuda de EOS Additive Minds y Digital Foam.

Si está interesado en obtener más información sobre cómo FA puede aumentar sus capacidades de producción y su cartera de productos, póngase en contacto con nuestro equipo de ventas para analizar sus opciones y objetivos de producción hoy mismo.