10 maneras en las que la creación rápida de prototipos puede perturbar la fabricación tradicional

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Por Kalani Kirk Hausman, Richard Horne

Las transiciones mayores rara vez ocurren sin estrés. La fabricación aditiva ofrece nuevas e interesantes capacidades, pero también abrevia el proceso de producción que subyace a la fabricación moderna en masa, creando nuevas oportunidades a medida que amenaza a otros.

Reducir el tiempo de comercialización

Los equipos de fabricación de aditivos se pueden utilizar in situ, lo que permite realizar actualizaciones de diseño en un plazo mucho más corto entre las mediciones iniciales y la implementación final de los diseños de productos. Hoy en día, un nuevo diseño puede ser descrito en una sesión de planificación, prototipado para ser probado el mismo día, y luego transmitido electrónicamente para la fabricación de la producción. Esto reduce enormemente el tiempo que toma llevar un producto al mercado.

Eliminación de la fabricación en masa

Los lanzamientos de nuevos productos pueden realizarse en todo el mundo, utilizando un modelo estándar que se transmite electrónicamente a las instalaciones de producción en las proximidades de los consumidores a los que va dirigido. No es necesario diseñar productos en un país, hacer que los componentes individuales se ensamblen en otros países y luego enviar el ensamblaje final al consumidor final a otro lugar.

La fabricación de aditivos permite la producción directa de productos finales cada vez más complejos; eventualmente puede eliminar la necesidad de producir componentes en economías de bajos salarios que tienen menos obligaciones de seguridad. Esto permitirá que incluso la producción compleja se realice localmente, lo que amenaza las economías que dependen de las prácticas de fabricación en masa que se utilizan actualmente en el mercado mundial.

Desplazamiento de las industrias de transporte

La producción actual de bienes se basa en largos ciclos de producción, con artículos distribuidos globalmente utilizando grandes buques de carga. Los productos enviados a todo el mundo por estos buques de carga masiva son transferidos a la distribución terrestre a través de enormes puertos. Los artículos a granel se envían en camiones a los almacenes de cada región y allí se almacenan los productos. En última instancia, los artículos se envían por camión a la tienda final. Considere la ineficiencia de este sistema.

Como los productos más complejos pueden fabricarse utilizando la fabricación aditiva, los consumidores podrán visitar en línea el sitio web de un fabricante local, pedir sus productos con personalizaciones aplicadas y, a continuación, recoger sus artículos de camino a casa desde el trabajo. No habrá necesidad de envío masivo de mercancías, transporte, almacenamiento y distribución a varios niveles, con la consiguiente contaminación, el consumo de combustibles fósiles y los costes asociados a la fabricación tradicional.

Consumo de materiales alternativos

La fabricación aditiva permite el uso de materiales alternativos. Los termoplásticos y los materiales híbridos pueden combinarse en forma granular para la sinterización por láser. Los ligantes poliméricos pueden permitir la fabricación de materiales con estructuras nuevas y complejas que varían en la calidad de los materiales a lo largo de su volumen. Si este proceso resulta económicamente viable, muchas industrias que actualmente suministran materia prima al proceso de fabricación tradicional pueden tener que cambiar para suministrar nuevos materiales.

Reducción de las necesidades de material

La fabricación aditiva permite la fabricación de objetos que incluyen huecos estructurales y otras reducciones de material, manteniendo la misma resistencia que sus equivalentes sólidos. Al igual que los huesos de pájaro, los materiales producidos por técnicas de fabricación aditiva permiten una cáscara externa sólida llena de un material interno poroso que puede permitir que el refrigerante llene los huecos restantes, reduciendo la cantidad total de metal necesaria para fabricar el mismo bloque de motor o cabezal de la herramienta.

Apuesta por la ecología

La estructura interna porosa no sólo requerirá menos material para su fabricación, sino que también reducirá el peso en el producto final. Los vehículos fabricados con estas estructuras necesitarán menos combustible para realizar la misma tarea, lo que reducirá su impacto medioambiental operativo más que una simple reducción de las necesidades de combustible. La clave de esta mejora es la abreviatura del ciclo de transporte.

Los cambios en los requisitos de materiales también permiten el uso de materiales respetuosos con el medio ambiente, como el plástico PLA de origen vegetal, en lugar de los polímeros tradicionales a base de combustibles fósiles, siempre y cuando el equilibrio entre el costo ambiental y las cualidades estructurales sea favorable.

Reducción de la obsolescencia planificada

La capacidad de imprimir piezas nuevas, incluso para equipos antiguos y diseños obsoletos, permite la reutilización continua de artículos existentes sin necesidad de fabricar completamente un objeto de reemplazo. La capacidad de fabricar copias completas de la propiedad intelectual existente una vez que han caído fuera de la protección de la patente también significa que si realmente amas a tu Shelby Mustang de la década de 1960, no hay razón para que no puedas mantenerlo en funcionamiento.

Esto afectará a las industrias existentes que dependen de la reventa de bienes de capital obsoletos y de piezas para ellos, así como a las industrias que dependen de la sustitución de los equipos existentes una vez que los artículos se desgasten según lo previsto.

Eliminación de la talla única, la mayoría de los

La fabricación en masa tradicional se contenta con producir y vender millones de unidades idénticas cuando está disponible la última actualización del producto: Piensa en el iPhone.

La personalización de artículos individuales ya se está llevando a cabo a través de estuches impresos en 3D y soportes para albergar estos diseños estándar del modelo de teléfono o tableta de este año, por ejemplo. A medida que la tecnología mejora, pronto el teléfono en sí puede ser diseñado completamente con impresión en 3D, o como una envoltura para las”tripas” electrónicas básicas del teléfono, ajustadas para expresar las preferencias únicas de cada propietario individual.

Crédito: Imagen cortesía de NanoScribeCraft

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Muchos están aprovechando el potencial de la impresión en 3D y lo están aplicando a nuevos diseños totalmente de su propia creación. Donde la impresora personal sustituyó al escribano, la maquetadora, el operador de la prensa y el iluminador, hoy en día la impresora 3D para el hogar permite a una sola persona crear decoraciones navideñas originales, recuerdos de fiestas o incluso robots sin necesidad de tener un conocimiento detallado de la fundición, el moldeo por inyección u otras habilidades de taller que tradicionalmente se necesitan para estas tareas.

Proveer necesidades básicas

Más allá de las tapas de pastel impresas en 3D en una boda, se están probando nuevos diseños que, con el tiempo, también imprimirán el pastel. La investigación sobre la conservación de los alimentos está dejando atrás el enlatado y el encurtido y se está adentrando en el ámbito de la ciencia ficción. Los polvos y las pastas pueden combinarse y prepararse en pocos minutos para proporcionar comidas nutritivas y atractivas creadas a partir de materiales que pueden almacenarse con años de antelación.

La investigación en bioimpresoras está explorando no sólo cómo crear nuevas partes del cuerpo a medida que las personas envejecen o se lesionan, sino también cómo fabricar directamente tejido muscular animal en una forma adecuada para la parrilla. Desde filetes impresos en 3D que no requieren la cría intensiva de animales hasta pizzas impresas en 3D, todo lo que se necesita es un desarrollo suficiente de materiales comestibles e impresoras adecuadas.

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