Manufactura Aditiva con Simulación Computacional de Ingeniería
La manufactura aditiva o fabricación aditiva es un concepto básico de las industrias en el uso de las innovaciones tecnológicas de la tecnología de campos de la automatización y la información aplicada a los procesos de fabricación que llamamos Industria 4.0.
Por la transposición del mundo virtual al mundo físico, Internet de las Cosas e Internet de los Servicios, los medios productivos se transforman y pasan a ser más eficientes, relativamente más económicos, autónomos y personalizados de acuerdo a las necesidades de cada productor.
Esto significa un nuevo período en el contexto de las grandes revoluciones industriales. Con las fábricas inteligentes, la manufactura aditiva es pieza clave en este concepto.
El motor de la manufactura aditiva: impresión en 3D
El impacto económico de la producción descentralizada sumado al poder del almacenamiento en nube son transformadores, pero existe un motor que colocó la manufactura aditiva en otro nivel: la evolución de las impresiones 3D.
Las impresoras 3D aliadas a las estrategias de personalización y almacenamiento en línea desencadenaron una revolución en la producción generalizada.
Si usted piensa que la impresión 3D es una tecnología reciente, está equivocado. La técnica de impresión en tres dimensiones existe desde los años 50, lo que tardó en ocurrir fue la suma de otras tecnologías y factores macroeconómicos para acompañar el ritmo.
Es como un automóvil, no funciona sin un motor acoplado y el motor no hace al automóvil girar sin estar alineado con las otras piezas del vehículo.
Un nuevo mundo hecho a medida
La idea detrás de esto es muy simple, y va en contra del modelo tradicional de producción, que suele pasar una cantidad significativa de material, posteriormente transformado en el producto final.
Esto produce una gran cantidad de residuos desechados, y la manufactura aditiva vino para acabar con eso.
Entonces, tenemos la paradoja de la personalización en masa, ya que la manufactura aditiva acaba, orgánicamente, siendo especialista en el desarrollo de piezas a medida para el consumidor.
A modo de ejemplo, este implante de mandíbula a medida ayuda a garantizar el máximo confort y resistencia.
Hoy, más que nunca, los consumidores quieren productos personalizados que sirvan para sus necesidades o encajen en sus estilos de vida.
Satisfacer esa demanda no es una tarea fácil. Volviendo al ejemplo de la medicina, los implantes de tamaño único no son eficientes ni cómodos para todos. Con la fabricación aditiva, puede crear implantes personalizados, sin perder la escalabilidad.
Desafortunadamente, es difícil adivinar qué configuración imprimirán cada pieza según lo planeado. Cuando se producen errores de impresión, la mayoría depende del intento y el error para ajustar. Y es ahí donde se entra en el campo la simulación computacional en ingeniería.
Desde el prototipo a la producción
La fabricación aditiva debe tener sentido dentro de la estrategia de desarrollo y fabricación de productos, que también incluye las capacidades tradicionales de fabricación «, dice Brent Stucker, director de fabricación aditiva de Ansys.
¿Y si una pieza específica se rompe en una línea de montaje? Impresión. ¿Necesita una pieza específica para un proyecto? Impesión.
Esto es una simplificación, por supuesto. La impresión no es tan fácil como imprimir un documento de Word. Tensiones residuales, enfriamiento irregular o velocidades de impresión inadecuadas pueden causar imperfecciones en la impresión.
Los materiales de impresión son caros, el costo de la falla aumenta cuando se utiliza el intento y el error para resolver sus problemas.
En su lugar, puede utilizar la simulación para ayudar a evitar estos costos y garantizar el éxito del producto.
La simulación ayuda a garantizar que esta pieza personalizada compleja se imprima por primera vez.
«Los ingenieros ahora pueden usar la simulación para determinar no sólo cómo los proyectos de sus productos funcionarán en condiciones reales, sino exactamente cómo imprimir en el formato específico de la máquina», dice Shane Emswiler, vicepresidente de Ansys.
La Ansys Additive Suite es una serie de herramientas que amplían la funcionalidad de Ansys Mechanical para garantizar que sus productos se imprimen correctamente en la primera vez.
Todos los involucrados en el proceso de producción, desde el ingeniero proyectista hasta el operador de la máquina, pueden colaborar en una plataforma tecnológica común y compartir visibilidad completa del resultado», dice Emswiler.
