Impresión 3D en plásticos: de prototipos a personalización masiva
Desde prototipos funcionales hasta producción en serie, la impresión 3D redefine la manufactura plástica con innovación en moldes, automatización y personalización.
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Históricamente relegada a la creación de prototipos rápidos, la tecnología de impresión 3D ha evolucionado drásticamente más allá del estudio de diseño.
Con máquinas más avanzadas y una gama ampliada de materiales, fabricantes de moldes y OEMs recurren a esta tecnología de producción capa por capa para ahorrar tiempo, explorar nuevos mercados e incluso abordar interrupciones en las cadenas de suministro.
Veamos 8 ejemplos de aplicaciones que pudimos ver en NPE 2024.
1. Herramientas para moldes
El modelo transparente en el centro muestra las líneas de enfriamiento conforme dentro del molde de metal impreso en 3D a la derecha, utilizado para producir la pieza de plástico a la izquierda.
Los retrasos en la producción de piezas moldeadas suelen derivarse de dificultades para obtener los moldes necesarios. La impresión 3D acelera el desarrollo de herramientas, simplificando modificaciones de diseño y permitiendo reparaciones rápidas.
Aunque las técnicas tradicionales, como la fusión por lecho de polvo, han liderado en la impresión de moldes metálicos, emergen nuevas opciones más accesibles, incluidos moldes de polímeros compuestos para tiradas cortas.
2. Robots para efectores finales
Este EOAT impreso en 3D incorpora líneas de aire para vacío y presión en su diseño.
La automatización, mediante cobots y sistemas de pick-and-place, incrementa la productividad en el procesamiento de plásticos, pero requiere herramientas especializadas como efectores de fin de brazo (EOAT). La impresión 3D permite fabricar grippers al vacío y otros efectores personalizados que integran líneas de vacío o arneses, ofreciendo soluciones más ligeras y fáciles de ensamblar que las opciones convencionales.
3. Herramientas y accesorios
Se pueden crear nidos impresos en 3D para inspección CMM utilizando el modelo CAD existente de la pieza, similar al proceso de diseño del molde.
Las impresoras 3D de escritorio permiten crear herramientas accesibles para el uso en planta, como fijaciones para inspección, herramientas de ensamblaje y calibres de verificación.
Estas soluciones pueden diseñarse directamente a partir del modelo CAD de la pieza, reduciendo tiempos y costos. Además, los diseños pueden almacenarse digitalmente, facilitando la reposición rápida en caso de pérdida o daño.
Ejemplo: Fijaciones impresas para inspección CMM diseñadas a partir del modelo CAD de la pieza.
4. Prototipado y desarrollo de productos
Estas gafas de esquí inteligentes se desarrollaron con una carcasa electrónica impresa en 3D. Originalmente pensadas como prototipo, el conjunto impreso en 3D se ha utilizado también en unidades de venta.
La impresión 3D sigue siendo esencial para prototipos rápidos, ofreciendo la manera más ágil de evaluar diseños. Sin embargo, los avances permiten que, con el material y la impresora adecuados, los prototipos también funcionen como piezas finales. Desde soportes hasta carcasas electrónicas y dispositivos médicos, esta tecnología acorta los ciclos de desarrollo y reduce costos.
5. Producción puente
Este desviador de aire para una motocicleta juvenil fue diseñado para moldeo por inyección, pero las motos producidas antes de que el molde estuviera listo usaban piezas impresas en 3D como esta.
La necesidad de moldes introduce tiempos de espera en la fabricación de piezas moldeadas. La impresión 3D permite iniciar la producción mientras los moldes están en desarrollo, lo que acelera el lanzamiento de productos y permite recibir retroalimentación temprana antes de invertir en herramientas definitivas. Asimismo, esta técnica es una solución valiosa frente a interrupciones en la cadena de suministro.
6. Personalización masiva
La impresión 3D permite realizar modificaciones y geometrías personalizadas en el diseño de un producto, como una férula para el antebrazo, de modo que cada pieza se pueda adaptar al usuario.
La naturaleza digital de la impresión 3D facilita la personalización de productos para satisfacer necesidades específicas de los clientes. Desde dispositivos médicos como audífonos y férulas hasta productos de consumo como plantillas ortopédicas, la impresión 3D permite ajustar los diseños base para cada usuario.
Ejemplo: Férulas personalizadas impresas según la anatomía del paciente.
7. Inventario digital
Estos clips para carrocería se imprimen en 3D a pedido en grupos como alternativa al almacenamiento de extras en el inventario físico.
Almacenar archivos digitales en lugar de piezas físicas ha llevado a grandes OEMs y agencias gubernamentales a adoptar la impresión 3D para repuestos y mantenimiento de sistemas.
Componentes como clips, abrazaderas y soportes pueden imprimirse bajo demanda, eliminando la necesidad de almacenamiento físico y reduciendo costos de inventario.
8. Producción en serie
Estos componentes de carcasas para teléfono se imprimen en 3D en una máquina que puede producir varios cientos de estas piezas por día. Ampliar la producción a cantidades mayores significa simplemente agregar máquinas adicionales.
La impresión 3D es una opción viable para producir piezas en serie, particularmente cuando permite complejidades geométricas o ventajas específicas. Desde lotes pequeños hasta producciones continuas de decenas de miles, esta tecnología es ideal para componentes como válvulas, implantes médicos, soluciones de embalaje y más.
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