El impacto de la manufactura aditiva en la producción de herramentales

La industria de herramentales desempeña un papel crítico en los procesos de manufactura en varios sectores, que van desde el automotriz y el aeronáutico hasta el de la electrónica y la atención médica.

Los métodos tradicionales de producción de herramentales a menudo son lentos, costosos y limitados en cuanto a las posibilidades de diseño. Sin embargo, la llegada de la Manufactura Aditiva (MA) ha revolucionado esta industria al ofrecer soluciones innovadoras que tienen un profundo impacto en el diseño, la producción y la eficiencia general de los herramentales.

En esta columna exploraremos la influencia transformadora de la MA en la industria de herramentales y haremos hincapié en sus implicaciones para el desarrollo de productos, la rentabilidad y la sostenibilidad.

Libertad de diseño mejorada

Uno de los impactos más significativos de la MA en la industria de herramentales es la nueva libertad de diseño que ofrece. Los procesos tradicionales de manufactura de herramentales, a menudo limitados por las restricciones de las técnicas sustractivas, como el fresado y el mecanizado, solo pueden producir piezas con geometrías específicas.

La MA, por otro lado, permite diseños de herramentales intrincados, complejos y personalizados que eran inalcanzables. Los diseñadores pueden crear componentes de herramentales con canales internos, estructuras enrejadas y geometrías complejas, que optimizan el rendimiento y la funcionalidad.

La MA también facilita el prototipado rápido e iterar de forma dinámica, lo que les permite a los diseñadores probar y perfeccionar rápidamente los herramentales. Este proceso iterativo acelera la innovación, reduce los plazos de desarrollo y, en última instancia, da como resultado herramentales más eficientes y efectivos.

Reducción de los plazos de entrega: procesos tradicionales vs manufactura aditiva

Los procesos tradicionales de manufactura de herramentales implican múltiples etapas, como el vaciado, el mecanizado y el ensamblaje, que pueden prolongar significativamente los plazos de entrega.

En contraste, la MA ofrece un proceso de producción simplificado y consolidado. Con la capacidad de construir componentes de herramentales complejos capa por capa directamente a partir de un modelo digital, la MA reduce de manera drástica los plazos de entrega.

Los rápidos tiempos de respuesta que ofrece la MA les permiten a los fabricantes adaptarse rápidamente a las cambiantes demandas del mercado, a las modificaciones de diseño y las revisiones de ingeniería. Esta agilidad resulta invaluable en industrias en las que el tiempo de comercialización es crucial.

Además, la reducción de los plazos de entrega conduce a ahorros de costos y mejora la competitividad, lo que convierte a la MA en una opción atractiva para la producción de herramentales.

Herramentales rentables

La eficiencia de costos es una preocupación central en la industria de herramentales, puesto que los herramentales pueden representar una parte significativa del presupuesto total de manufactura. La MA tiene el potencial de reducir los costos de herramentales de varias maneras:

• a. Eficiencia de materiales. Procesos de MA como la Sinterización Selectiva por Láser (SLS) y la Modelización por Deposición Fundida (FDM) son altamente eficientes en el uso de materiales, ya que la cantidad de material de desecho se reduce de forma drástica y minimiza los residuos. Esto es particularmente beneficioso cuando se producen componentes de herramentales complejos con geometrías intrincadas.
• b. Reducción de costos laborales. La MA requiere menos mano de obra en comparación con los métodos tradicionales de producción de herramentales. La automatización y la digitalización desempeñan un papel crucial en la minimización de los costos laborales y garantizan la consistencia en la fabricación de herramentales.
• c. Menores costos de mantenimiento de herramentales. Los herramentales producidos mediante MA pueden mostrar durabilidad y rendimiento superiores, lo que reduce la necesidad de mantenimiento y reemplazo frecuentes. Esto conduce a ahorros a largo plazo.

Sostenibilidad y reducción de desperdicio en la producción de herramentales

En el mundo actual, consciente del medioambiente, la sostenibilidad es una consideración clave para las empresas en todas las industrias, incluida la de herramentales. La MA se alinea bien con los objetivos de sostenibilidad de varias maneras:

• a. Reducción de desperdicio de materiales. Como se mencionó, los procesos de MA generan un desperdicio mínimo en comparación con las técnicas de manufactura tradicionales. Esta reducción en el desperdicio de materiales contribuye a los esfuerzos de sostenibilidad al conservar recursos y minimizar los residuos en vertederos.
• b. Eficiencia energética. Los procesos de MA pueden ser eficientes en cuanto a la energía, especialmente en comparación con métodos intensivos en energía como el vaciado y la forja. La optimización de los parámetros de impresión y la capacidad de imprimir estructuras ligeras mejoran aún más la eficiencia energética.
• c. Producción local. La MA, al permitir la producción local de herramentales, reduce la necesidad de transporte a larga distancia y las emisiones de carbono asociadas. Esto es particularmente ventajoso en industrias con instalaciones de manufactura distribuidas.

Personalización y optimización del rendimiento de herramentales

La MA permite la personalización de herramentales en función de requisitos específicos de manufactura. La personalización es fundamental en industrias en las que los herramentales deben adaptarse a diversas necesidades de producción.

Ya sea mediante el ajuste de las dimensiones del herramental, la optimización de los canales de refrigeración o la incorporación de características específicas, la MA permite soluciones a medida que mejora el rendimiento del herramental.

Los herramentales personalizados pueden conducir a una mejor calidad de las piezas, una reducción de defectos y una mayor eficiencia de producción. Este nivel de adaptabilidad y optimización es difícil de lograr con métodos tradicionales de manufactura de herramentales.

Desafíos en la adopción de Manufactura Aditiva en herramentales

Si bien el impacto de la manufactura aditiva en la industria de herramentales resulta innegablemente transformador, es esencial reconocer los desafíos y perspectivas futuras asociados con su adopción:

• a. Selección de materiales. La disponibilidad de materiales adecuados para la MA en la industria de herramentales está en constante evolución. Los investigadores y fabricantes deben colaborar para desarrollar materiales que cumplan con los requisitos específicos de la industria en cuanto a resistencia, durabilidad y resistencia a la temperatura.
• b. Aseguramiento de la calidad. Garantizar la calidad y la fiabilidad de los herramentales producidos mediante MA es crucial. Las innovaciones en control de calidad, que incluyen pruebas no destructivas y monitoreo en tiempo real, son esenciales para abordar este desafío.
• c. Estandarización. Establecer estándares de la industria para la MA en la producción de herramentales es un proceso en curso. Los esfuerzos de estandarización facilitarán la adopción generalizada y garantizarán la consistencia y la calidad de los herramentales producidos mediante MA.
• d. Escalabilidad. Si bien la MA es adecuada para la producción de herramentales en volúmenes bajos y especializados, la escalabilidad sigue siendo un desafío para la producción en grandes cantidades. Avances en automatización y tecnología de MA serán necesarios para abordar esta limitación.

El impacto de la manufactura aditiva en la industria de herramentales es profundo y de gran alcance. Ha revolucionado la forma en que se diseñan, producen y utilizan los herramentales. La mayor libertad de diseño, la reducción de los plazos de entrega, la rentabilidad, la sostenibilidad y la personalización son solo algunos de los beneficios que aporta la MA a este sector crítico.

A medida que se abordan los desafíos y la tecnología avanza, está claro que la MA seguirá con un papel fundamental en la configuración del futuro de la industria de herramentales, permitiendo una mayor innovación y eficiencia en los procesos de manufactura en diversas industrias.