En la entrada de hoy vamos a hablar de forma detallada sobre las granjas de impresión y más concretamente sobre cómo opera una granja de impresoras para producir piezas industriales.
Para ello vamos a conocer de cerca la granja de impresoras 3D Markforged, con ellos haremos un tour para conocer el valor que tienen las granjas de impresión 3D, como poder comparar su producción con la manufactura tradicional, podremos entender cómo operan desde dentro y sobre todo, cuál es el secreto de su éxito.
En esta serie de artículos conoceremos ejemplos y claves reales que se aplican diariamente en una de las mayores granjas de impresión 3D a nivel mundial.
Markforged
Para empezar conozcamos un poco sobre Markforged. Esta empresa nació en el año 2013 con la creencia clara de su fundador Greg Mark, “la fabricación aditiva podría cambiar el mundo”.
Son fabricantes de impresoras 3D industriales, sistemas de impresión y software, así como un gran punto innovador en las tecnologías y materiales que continúan definiendo esta industria emergente. Abordan la impresión 3D como un problema holístico y hacen posibles sus innovaciones mediante un esfuerzo que combina la computación en la nube avanzada, la ciencia de materiales de vanguardia y el diseño industrial.
Llevan 5 años superando límites y obteniendo resultados que demuestran que la impresión 3D es capaz de mejorar, de forma muy significativa, a la fabricación tradicional sobre todo en velocidad y costes de producción. Superan de forma constante los límites de la fabricación aditiva y ponen su foco de visión en aumentar la eficiencia del sistema de fabricación a través de formas mejores y más rápidas de hacer prototipos funcionales, herramientas y accesorios, y piezas de uso final, a escala.
Cuentan con más de 100 empleados y 3000 máquinas, lo que les ha permitido experimentar un crecimiento anual del 300 por cien en los últimos 12 meses. Todo ello imprimiendo con una amplio espectro de materiales como plásticos, metales o compuestos y son capaces de cubrir una amplia variedad de aplicaciones, desde herramientas y accesorios hasta prototipos y piezas de uso final. Es por ello que líderes mundiales de la industria confían en ellos. Hoy en día cualquier gran empresa, ya sea una automotriz, aeroespacial, de manufactura general, productora de piezas relacionadas con la educación o productos electrónicos cuenta, por lo general, con una de sus máquinas.
Por qué las granjas de impresión 3D
Ahora que ya nos hemos dibujado el contexto vamos a explicar de forma sencilla el sentido de la existencia de las granjas de impresión 3D y entenderemos cuáles son los beneficios que avalan su éxito.
Para ello empezaremos imaginando que estamos fabricando grupos de 4 piezas de agarres. Cada pieza tarda en imprimirse alrededor de 6 horas, lo que significa que cada grupo de 4 piezas tarda en ser completado unas 23 horas y 15 minutos. Usaremos este ejemplo redondeando el tiempo de impresión al día, es decir, tardamos en hacer un trabajo (4 piezas de agarres) un día entero.
Ahora, imaginemos que disponemos de una marca para cada impresora, podemos imprimir un trabajo (un grupo de 4 agarres) por día con un supervisor y una diversidad de trabajo baja. Es decir, necesitaremos una persona que revise la impresora para imprimir un solo trabajo.
Si estamos tratando de lograr algún tipo de volumen de producción es obvio que necesitaremos más máquinas. Imaginemos entonces que disponemos de cinco impresoras en lugar de una.
Todavía sigue revisándolas el mismo supervisor ya que son bastante fáciles de utilizar, pero aún así hemos agregado cuatro o cinco veces más trabajos, por ello esta vez contamos con mayor diversidad de trabajo, así que si quisiéramos imprimir dos o tres compilaciones diferentes que requieren un día de tiempo en ser impresas, podríamos hacerlo y aún tener ancho de banda para producir.
¿Y si llevamos esto aún más lejos y ponemos a fabricar a veinte impresoras? Ahora podemos imprimir veinte trabajos al día, concretamente 80 agarres por día y seguimos contando con un único supervisor. La producción aumenta, la necesidad de supervisión continua siendo la misma que la inicial pero hemos aumentado la diversidad de trabajo.
De lo que realmente se trata es de lograr una mayor eficiencia usando un mismo núcleo.
Mecanizado CNC vs. Impresión 3D
Si lo comparamos con el mecanizado CNC veremos grandes diferencias. La primera es un proceso que requiere de mucha supervisión para la mayoría de las operaciones de mecanizado, ya sea fresado CNC, torneado o cualquier otro proceso. Una persona maneja la operación de una sola máquina. Lo que significa que si contamos con una máquina 24 horas, necesitaremos tres personas diferentes, tres operarios trabajando por turnos de ocho horas para supervisar la máquina y así poder operar de forma correcta.
En la impresión 3D, sólo es necesaria una persona que trabaje en un turno para administrar de 30 a 50 máquinas. La razón es que estas máquinas son muy confiables, ya que imprimen de manera autónoma, están preparadas para imprimir de la noche a la mañana sin necesidad de una persona que las revise de forma permanente. Si la intención fuese mecanizar una de esas mordazas de agarre en una hora, podría ser más rápido mecanizarlo en el molino CNC, pero si lo que necesitamos es imprimir 20 en un día resulta más efectivo imprimirlos. Es por ello que más máquinas compensan el tiempo de producción lento. Y en esencia, es esto lo que conseguimos con la paralelización. Combinar esfuerzos de muchas máquinas más lentas y de bajo mantenimiento para mejorar la eficiencia. Añadiendo como beneficio adicional la reducción del riesgo.
Lo que se traduce a que si apareciera un fallo individual en alguna de las máquinas en una granja de impresión su ancho de banda perdido se reduce de forma muy ligera, mientras que si la máquina CNC falla en la capacidad de mecanizado, ésta máquina está inactiva hasta que sea reparada.
Las 3 premisas de éxito en Markforged
Para cumplir con los ambiciosos objetivos de producción en Markforged crearon una granja de impresión de grandes dimensiones que funciona bajo este concepto de paralelización y que ellos reducen a tres premisas, confiabilidad, eficiencia y visibilidad. Por ello señalan, “si una granja de impresión 3D cumple con estos tres requisitos, está en el camino correcto para ser una granja de impresión exitosa”.
En el siguiente artículo comentaremos con detalle cada uno de estos puntos y expondremos cómo trabajan las máquinas para implementar soluciones que sean efectivas en este sentido.
Si te ha gustado… puedes leer la segunda parte del artículo sobre granjas de impresión 3D.
