del rapid prototyping al direct manufacturing

GJosep Vinyes ÁvilaIdealab: Design&PrototypesAvda.Generalitat,3308570 Torelló (BCN)info@idealab.eswww.idealab.es

Tel. +34 93 859 04 57Mov. +34 686 350 182

g Que es el rapid protoyping?

El Rapid Prototyping (RP) es el nombre mas comúnmente utilizado para referirse a los objetos fabricados mediante Tecnologías Aditivas.

g Tecnologías aditivas, que son y como funcionan?

Las Tecnologías Aditivas son aquellas que basan la fabricación en el aporte de material, al contrario que las tecnologías sustractivas (CNC) que basan su fabricación en el arranque de material.

g Tecnologías aditivas, que son y como funcionan?

Las Tecnologías Aditivas son aquellas que basan la fabricación en el aporte de material, al contrario que las tecnologías sustractivas (CNC) que basan su fabricación en el arranque de material.

Ventajas:

Tecnologías Aditivas:

• Libertad de diseño• Producción de series cortas/únicas económicas• Tiempos de producción reducidos

asInconvenientes:

Tecnologías Aditivas:

• Tamaño• Poca diversidad de materiales• Acabado superficial supeditado al laminado de máquina• Precisión de fabricación limitada

ngQue es el Direct Manufacturing?

El Direct Manufacturing (DM) consiste en la producción de productos completamente funcionales y destinados al consumidor final, fabricados mediante tecnologías aditivas.

ngQue diferencia existe entre el RP y el DM?

Rapid Prototyping:

• Las piezas de RP se fabrican con la intención de ser usadas como piezas de evaluación, NUNCA LLEGARÀN A MANOS DEL USUARIO FINAL.• Las piezas de RP se diseñan para su industrialización posterior mediante otro tipo de tecnología (sustractiva o formativa).

ngQue diferencia existe entre el RP y el DM?

Rapid Prototyping:

• Las piezas de RP se fabrican con la intención de ser usadas como piezas de evaluación, NUNCA LLEGARÀN A MANOS DEL USUARIO FINAL.• Las piezas de RP se diseñan para su industrialización posterior mediante otro tipo de tecnología (sustractiva o formativa).

Direct Manufacturing:

• Las piezas se fabrican con la intención de ser usadas como producto final, se introducen en la cadena de consumo y llegan a manos del usuario final.• Los productos de DM se diseñan, en teoría, sin tener en cuenta procesos de industrialización posteriores.

ngCuando es viable el Direct Manufacturing?

Necesidad de bajo volumen de producción. Necesidad de libertad de diseño Producto fabricado a medida Necesidad de producción en poco tiempo

ngProceso para validación de producción en Direct Manufacturing?UTILIDAD DE LAPIEZA:

La pieza tiene unos requerimientos estéticos específicos? Las propiedades físicas del material son suficientes para su uso?

ESPECIFICACIONES PARA LA PRODUCCION: El tamaño de la pieza es adecuado para el tamaño de la maquina? El coste de las piezas es el deseado?

Necesidad de bajo volumen de producción.

Caso practico 1: Dispositivo SMP de Wavecontrol

MOLDE DE INYECCIÓN PARA ABS •Dimensiones semiesfera: 60x62x35mm• Peso unitario aprox.: 18,8 gr.• Necesidad: 400 unidades• Material: ABS• Coste estimativo molde: 7200€• Coste x pieza inyectada: 0,85€

INVERSIÓN PARA 400 UDS: 7.698 €

Necesidad de bajo volumen de producción.

Caso practico 1: Dispositivo SMP de Wavecontrol

DIRECT MANUFACTURING:• Dimensiones semiesfera: 60x62x35mm• Volúmen (dm2).: 1,23• Material: PA2200• Acabado: Pulido + Tinte naranja• Necesidad: 400 unidades• Customización: Nº de série unitario

INVERSIÓN PARA 400 UDS: 5.324 €

2 10 100 200 300 400 500 600 700 - €

1,000.00 €

2,000.00 €

3,000.00 €

4,000.00 €

5,000.00 €

6,000.00 €

7,000.00 €

8,000.00 €

9,000.00 €

10,000.00 € Estudio de Fabricación SMP – Inyección vs DMPr

Necesidad de libertad de diseño

Caso practico 2: Riot table light by Freedom Of Creation (FOC)

Freedom Of Creation es una empresa holandesa que basa su producción en la fabricación de objetos mediante tecnologias aditivas, sus productos no se pueden industrializar de otra forma, cuenta con un departamento de diseño adaptado a producir productos con esta filosofía.

Medidas: 150x150x100mm Material: PA2200 Acabado: Barnizado antiadherentePrecio venta: 397€Precio estimado de producción: 250€

Producto fabricado a medida

Caso practico 3: Audífonos Phonak a medida.

Phonak fabrica audífonos a medida para sus clientes. El valor añadido es la comodidad e invisibilidad de los audífonos una vez colocados. El problema era la fabricación de la carcasa interior del audífono, pieza única en cada caso.

Solución al problema de la fabricación: Carcasas producidas con tecnologías aditivas.

• Medidas aprox.: 10x10x5mm• Peso: 2 gr.• Material: Nanocomposite• Lotes de fabricación: 30 uds.• Coste de fabricación: 175€

• El producto a medida normalmente se combina con tecnologías de escaneado 3D.• Solamente es viable para productos con una gran demanda i/o para productos con un valor añadido muy elevado.

Necesidad de producción en poco tiempo

Caso practico 4: US army mobile parts hospital.

El ejercito de los EEUU dispone de un centro de producción de piezas transportable Es usado para la producción de recambios en zonas militares de difícil acceso.Se transporta mediante un Hercules C130 o un camión de gran tonelaje.

Necesidad de producción en poco tiempo

Caso practico 4: US army mobile parts hospital.

Necesidad de producción en pocas horas en lugares remotos:

• Recambios metálicos• Recambios poliméricos• Prótesis• Utillajes a medida

ESTADIO ACTUAL DEL DM:

• Las máquinas y procesos usados actualmente son los mismos para el RP y DM.• Los materiales validos para el DM son pocos y limitados.• El coste de la maquinaria es MUY ELEVADO.• Desconfianza y desconocimiento de las posibilidades de las tecnologías.

QUE NOS DEPARA EL FUTURO DEL DM?

FUTURO INMEDIATO DEL DM:

• MAQUINARIA:

Debido a la coyuntura económica mundial los precios de maquinaria nueva y de los materiales están disminuyendo.

Actualmente las maquinas no han evolucionado mucho desde los últimos 10 años, será necesaria una evolución en el sentido de optimizar velocidad, fiabilidad y precisión en los próximos años.

En los últimos años han aparecido nuevos materiales que amplían el abanico de posibilidades del RM (DSM Somos Next).

Hay campos en los que se está desarrollando nuevos materiales para el RM (biotecnologia, nanotecnologia, etc…).

• MATERIALES:

FUTURO INMEDIATO DEL DM:

RAPID TOOLING

g Tecnologías Aditivas para fabricación del Rapid Tooling:

El Rapid Tooling consiste en la fabricación de utillajes mediante Tecnologías Aditivas para ser utilizados principalmente como moldes de inyección para termoplásticos o como moldes para termoconformado.

g Viabilidad del Rapid Tooling:

El Rapid Tooling solamente es viable en los siguientes casos:

• Geometría de pieza no muy compleja• Necesidad de bajo volumen de piezas inyectadas (100 – 1000)• Necesidad de producción en poco tiempo• Costes de producción contenidos

g Cuando es viable el Rapid Tooling?

Caso practico : Regla Tallers Castany

• Medidas aprox.: 160x25x5mm• Peso: 16 gr.• Material: Termoplásticos• Lotes de fabricación: 200 uds.

MOLDE CONVENCIONAL: •Precio molde: 2300 €•Plazo entrega: 2 meses• Precio inyección: 0,56€/ud• Precio repartido: 2,86€/ud

RAPID TOOLING: •Precio molde: 1600€•Plazo entrega: 15 DIAS• Precio inyección: 1,13 €/ud.• Precio repartido: 2,73€/ud.

* Actualmente el molde ha inyectado miles de unidades y se han probado materiales tan diversos como PC, ABS, PP, PA, PC o PBT

GRACIAS POR SU ATENCIÓN.

Josep Vinyes ÀvilaAvinguda Generalitat,3308570 TorellóTel. +34 93 859 04 57Mov. +34 686 350 182Email: info@idealab.eswww.idealab.es

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