La fabricación digital es un término que seguro que has oído mucho últimamente. En Bitfab estamos sumergidos de lleno en este movimiento, y creemos que te resultará muy beneficioso estarlo también. ¿Quieres saber qué es la fabricación digital? ¿Cuáles son sus ventajas? Pues quédate con nosotros y prepárate para aprender.
¿Qué caracteriza a la fabricación digital?
Muchas veces la fabricación digital está asociada a la impresión 3D, la manufactura por mecanizado o corte láser, pero estas tecnologías son sólamente una parte de la fabricación digital.
La fabricación digital se caracteriza por la conceptualización y diseño de un objeto en programas de CAD, la simulación o preparación de su manufactura con software CAM y finalmente su fabricación mediante alguna tecnología de las anteriormente mencionadas.
Es decir, la fabricación digital se basa en el uso combinado de softwares de CAD y de CAM, seguidos de alguna tecnología de fabricación rápida.
CAD: diseño asistido por ordenador
Las siglas CAD hacen referencia a los programas de diseño asistido por ordenador o Computer Aided Design. En Bitfab ya te hemos hablado muchas veces de programas de CAD, como 3DSlash, Tinkercad, o nuestro favorito: Fusion 360.
El propósito de estos programas es pasar de un diseño, boceto o idea a un modelo 3D o 2D que pueda ser fabricado. Hay diferentes enfoques para lograr este objetivo:
- Diseño CAD paramétrico: Se diseña mediante la especificación de características del modelo, normalmente a través de planos o sketches en los que se define la geometría 2D de un elemento del modelo. Posteriormente se transforma en un modelo 3D a través de diferentes operaciones como extrusión, revolución… Un ejemplo de este paradigma es Fusion360
- Diseño CAD por primitivas: Se diseña un modelo 3D partiendo de la combinación y modificación de objetos sencillos como cubos o esferas. Tinkercad o Blender (salvando las diferencias) son ejemplos de este paradigma.
Al terminar esta parte del proceso tendremos la pieza totalmente definida para su manufactura. Esta pieza podremos exportarla para seguir con el proceso de la fabricación digital en diversos formatos de archivo 3D como STL, OBJ, 3MF. Cada uno tiene sus ventajas y será apropiado en función de qué tecnología y software usemos a continuación.
CAM: manufactura asistida por ordenador
El siguiente paso de la fabricación digital es la manufactura asistida por ordenador o CAM. Este paso sirve para producir el set de instrucciones que serán interpretadas por el equipamiento que fabricará la pieza.
El software CAM producirá un archivo diferente en función de cómo vayamos a fabricar la pieza. El caso tradicional es la generación de un archivo gcode que contiene la serie de movimientos que el cabezal de una máquina de CNC tendrá que efectuar para fabricar la pieza deseada.
Fabricación
El paso final será el de fabricar finalmente la pieza utilizando el resultado del software de CAM. En este momento deberemos decidir si vamos a utlizar manufactura aditiva como la impresión 3D, mecanizado mediante CNC, corte láser, pliegue de chapa y, en algunos casos, inyección de molde.
Fabricación aditiva
En la fabricación aditiva se construye la pieza a través de la adición secuencial de material depositando capa sobre capa hasta formar la pieza final.
Sus principales ventajas son: reducción del material usado, capacidad de fabricar geometrías muy complejas, rapidez y menor coste para series cortas.
Sus principales ventajas son:
- Reducción del material usado: Al poder fabricar el objeto añadiendo material en vez de quitarlo, podemos usar la cantidad justa y necesaria de material, pudiendo incluso hacer el objeto totalmente hueco.
- Capacidad de fabricar geometrías muy complejas: Con la fabricación aditiva, sobre todo con la impresión 3D, se pueden fabricar objetos con geometrías muy complejas que serían imposibles de fabricar mediante otros tipos de manufactura.
- Rapidez: Al poder fabricar piezas de una en una e iterar rápidamente, acortamos el ciclo productivo y aceleramos todo el proceso de la fabricación.
- Capacidad de combinar materiales con diferentes propiedades: Es posible imprimir piezas que incorporen partes con materiales diferentes como plásticos rígidos, flexibles, elásticos…
- Menor coste: Para series cortas de piezas, la manufactura aditiva es claramente la mejor opción debido a sus escasos costes fijos
Mecanizado
Se construye la pieza mediante la eliminación de material de un bloque sólido. Suele realizarse utilizando máquinas como fresadoras que utilizan una broca o fresa rotatoria para arrancar el material.
Sus principales ventajas son:
- Precisión: La mecanización de materiales técnicos con fresadoras profesionales permite alcanzar cotas de precisión muy elevadas
- Capacidad de usar materiales muy diversos: Es posible mecanizar una enorme cantidad de materiales con muy diversas propiedades mecánicas y costes, como por ejemplo, aluminio, metales férricos, madera, polímeros, cristal…
- Optimización de costes para series de longitud intermedia: Para series muy cortas, la impresión 3D es más barata, pero cuando las series son un poco más largas la manufactura substractiva se convierte en la alternativa más económica.
Corte láser
Junto con el mecanizado, el corte láser es una de las tecnologías más habituales de la familia de la manufactura substractiva, ya que se basa en eliminar material de un bloque sólido.
El corte láser permite cortar y grabar diversos materiales utilizando un cabezal móvil con un láser de alta potencia. Es una tecnología muy madura y muy probada, por lo que sus costes son bastante asequibles y la cantidad de materiales susceptibles de ser cortados o grabados es bastante amplia.
Entre los materiales que podemos cortar se encuentran diferentes tipos de madera, cartón o vinilo. Otros materiales más complicados como el vidrio o la cerámica no puden ser cortados fácilmente pero sí se pueden grabar.
Otra de sus ventajas es la facilidad de diseño, ya que no es necesario saber modelar en 3D. Para el córte láser sólo debemos aportar un archivo vectorial en 2D que podemos diseñar fácilmente en programas como inkscape o la suite de Adobe. El formato más habitual es SVG.
Plegado de chapa
El plegado de chapa es una tecnología bastante sencilla que consiste en plegar y deformar chapa metálica o de polímero para formar estructuras.
Las piezas resultantes son prácticamente iguales en propiedades a las que podríamos obtener mediante mecanizado en el mismo material, por lo que se pueden lograr propiedades técnicas muy interesantes. De igual manera, el plegado de chapa tiene la ventaja de ser bastante económico para series cortas o de longitud intermedia y su rapidez de fabricación.
Para fabriucar una pieza por plegado de chapa podemos aportar un modelo 3D o un archivo vectorial con la forma que tendrá la pieza una vez plegado y las especificaciones del material que queremos.
Las ventajas de la fabricación digital
Recapitulando, la fabricación digital comprende el proceso de diseño de la pieza a través de software CAD, su preparación mediante software CAM y finalmente su fabricación, normalmente mediante tecnologías de fabricación “ágil”.
Cada uno de estos pasos nos aporta ciertas ventajas, que podemos generalizar en tres: Reducción de tiempo, reducción de costes y flexibildiad.
Reducción de tiempo
Se reduce el tiempo que se tarda desde la conceptualización del diseño hasta su fabricación, debido principalmente a las tecnologías de fabricación que hemos mencionado. El reducir los tiempos que un producto tarda en producirse o acortar los ciclos de prototipado pueden, en muchos casos, suponer una enorme ventaja competitva con respecto a la competencia ya que nos permite adaptarnos más rápidamente a la demanda.
Recuerda, el tiempo es dinero.
Reducción de costes
Reducir el tiempo de producción o acortar el ciclo productivo es en sí mismo un ahorro de dinero, pero no es el único. Tanto los programas de CAD como los de CAM democratizan el acceso a la fabricación, por lo que no es necesario contratar a un equipo de expertos para realizar tareas sencillas de diseño y fabricación.
Además, la fabricación aditiva o el mecanizado puede suponer un enorme ahorro frente a técnicas de manufactura más tradicionales como la fabricación por inyección en molde, la cual es inviable para series cortas o de longitud media.
Flexibilidad
La fabricación digital, al acelerar y abaratar la fabricación, permite iterar de manera más flexible. Ahora es posible diseñar soluciones ad-hoc para cubrir problemas muy concretos que serían muy complicados o imposibles de solventar mediante procesos de fabricación más tradicionales. Además, podemos expandir nuestra capacidad productiva de manera mucho más flexible, ya que, una vez diseñada una pieza, podemos realizar ligeras variaciones en esta misma para lograr soluciones altamente personalizadas fácilmente.
Como ejemplo, imagina una empresa que fabrica zapatos a medida. El uso de fabricación digital permite que podamos tener un modelo genérico de zapato que, con poco esfuerzo, puede ser personalizado para adaptarse a la talla, geometría y gustos estéticos del cliente, pudiendo fabricar a medida invirtiendo muy poco esfuerzo y dinero tanto en el diseño como en la fabricación.
Casos de uso de la fabricación digital
La fabricación digital, como has podido ver, ofrece numerosas ventajas sobre otras maneras de trabajar más tradicionales. Puede que ya tengas en mente algún proyecto donde te sea de utilidad, pero te vamos a proponer algunos que consideramos bastante ilustrativos.
Fabricación de calzado a medida
El mercado de la fabricación a medida de ropa, y particularmente de calzado, ha crecido mucho en los últimos años debido a la aparición de la fabricación digital. Vamos a repasar los pasos que habría que seguir para fabricar desde cero unos zapatos personalizados a través del paradigma de la fabricación digital.
Diseño mediante software CAD
El primer paso es el de diseñar nuestro zapato en algún software de CAD. Una buena alternativa es la de generar un modelo genérico y parametrizado. La ventaja del diseño paramétrico es que, una vez diseñado el modelo, es fácil modificar ciertos parámetros como el tamaño o ciertas propiedades geométricas con muy poco esfuerzo.
Preparación mediante software CAM
Una vez generado un modelo personalizado para el cliente con la talla, forma y estética deseados debemos generar el archivo interpretable por una máquina de fabricación. En el caso de una impresora 3D, utilizaríamos un laminador, o slicer. En este programa convertiremos nuestro modelo 3D poligonal en una serie de láminas o capas con las caraterísticas de altura, grosor o relleno especificada.
Adicionalmente tendremos que especificar algunos parámetros propios del proceso de fabricación en sí, como la temperatura de fusión del material en caso de una impresora 3D o la velocidad de rotación de la fresa en una fresadora.
Fabricación
El último paso sería la fabricación del zapato, utilizando alguna de las tecnologías que hemos nombrado antes. En nuestro caso elegiríamos la impresión 3D, ya que podemos combinar en una misma pieza diversos materiales, rígidos y flexibles, ligeros y pesados, etc. De esta manera podremos fabricar zapatos que se adecúen al máximo a las especificaciones de peso, resistencia o resistencia solicitadas por el cliente.
Fabricación digital en Bitfab
En Bitfab hemos adoptado la fabricación digital como nuestro paradigma y creemos que puede aportar mucho valor a tu negocio. Disponemos de expertos para realizar por ti o asesorarte en todas las partes del proceso.
Si quieres que alguien diseñe por ti una pieza para mecanizado con fresadora, nosotros conocemos a la persona adecuada. Si lo que necesitas es que modelen por ti una pieza para su impresión en 3D también tenemos a los mejores expertos.
Si ya has diseñado tu producto en un software de CAD pero no sabes qué tecnología sería la más apropiada para su fabricación, nosotros las hemos probado todas y sabremos asesoraete para que puedas elegir lo que mejor se adapte a tu bolsillo y a tus expectativas.
Creemos en la fabricación digital y nos esforzamos día a día en traerte la mejor información y el mejor servicio, así que no dudes en contactar con nosotros:
