Tecnologías 3D

Electrónica impresa en 3D para una fabricación ágil y bajo demanda

Electrónica impresa en 3D para una fabricación ágil y bajo demanda

Las cadenas de suministro de productos electrónicos eficientes se ocupan de demandas como un iPhone que requiere componentes de proveedores en más de 40 países. El volumen de producción a lo largo de la cadena de suministro generalmente se basa en predicciones de ventas. Si la demanda sigue siendo la esperada, funciona bien, con poco desperdicio, sin problemas como un reloj suizo.

Sin embargo, si hay un ligero cambio repentino en los gustos o requisitos del consumidor, si las ventas de un nuevo producto son mucho mejores o peores de lo esperado, o si una pieza en particular se necesita inesperadamente en una ubicación remota o con muy poca antelación, el suministro existente las cadenas se vuelven mucho menos eficientes.

Estos cambios dan como resultado la acumulación de componentes no utilizados, los nuevos componentes no se pueden suministrar con la suficiente rapidez para satisfacer la demanda y, potencialmente, retrasa toda la producción. Lógicamente, los costes suben y, en última instancia, el potencial comprador acaba decepcionado. ¿La solución? Fabricación bajo demanda.

Fabricación bajo demanda

La fabricación bajo demanda ofrece una solución. En lugar de predecir lo que se necesitará con anticipación y tener una cadena de suministro para cumplir con esas predicciones, la idea es fabricar en respuesta a la demanda. De hecho, esta es una solución inteligente.

La fabricación bajo demanda no solo reduce el desperdicio, sino que permite a las empresas adaptarse a los requisitos cambiantes de una manera más ágil y facilita una mayor personalización. La electrónica impresa en 3D es una tecnología emergente que permite este nuevo paradigma de fabricación.

Electrónica impresa en 3D

La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, es el proceso en el que un material se deposita capa por capa para construir un objeto 3D. La impresión 3D es, a estas alturas, una tecnología relativamente bien establecida. El material más utilizado en la impresión 3D es el termoplástico. Aunque la impresión 3D también se puede aplicar a metales y cerámicas.

IDTechEx Research ha publicado un informe detallado extenso y perspicaz de toda la electrónica 3D, incluidos los dispositivos de interconexión moldeados en 3D (3D-MID) y la electrónica en molde (IME). Según el informe de investigación de IDTechEx, 3D-Electronics 2020-2030: tecnologías, previsiones, jugadores, una de las principales ventajas es que se pueden fabricar bajo pedido productos específicos con especificaciones únicas, lo que permite una producción rentable de piezas a medida y, por lo tanto, facilita la fabricación bajo demanda.

Otra ventaja es que la fabricación es aditiva en lugar de sustractiva. Esto significa que el desperdicio de material es mucho menor que en otras tecnologías de fabricación, como el mecanizado. El impacto del reciente Covid-19 en toda la gama de aplicaciones de impresión 3D en la industria manufacturera se ha detallado en el informe actualizado recientemente. Impresión 3D y fabricación aditiva 2020-2030: edición Covid.

Electrónica impresa en 3D y personalización masiva

El 1 de octubre de 1908, se completó el primer Ford Modelo T de producción en la planta de la compañía en Piquette Avenue en Detroit, Estados Unidos. Entre 1908 y 1927, Ford fabricaría unos 15 millones de autos Modelo T en lo que se convirtió en la producción más larga de cualquier modelo de automóvil en la historia, hasta que el Volkswagen Beetle lo superó en 1972, es decir.

El Modelo T fue el primer Ford con todas sus partes fabricadas por la propia empresa. Henry Ford supuestamente afirmó que los clientes de su Modelo T producido en masa podrían tener "cualquier color que deseen siempre que sea negro", ya que con los métodos de producción convencionales, la reducción de los costos unitarios requiere grandes tiradas de producción de artículos idénticos.

Sin embargo, este no es el caso de la electrónica impresa en 3D; o de hecho, la impresión 3D en general. Dado que no se requieren moldes, máscaras o herramientas específicas, hay muy poca diferencia en el costo, además de los ajustes en el archivo de entrada, entre producir 1000 productos diferentes y 1000 idénticos.

La electrónica impresa en 3D es ideal para la creación de prototipos de volúmenes muy pequeños o aplicaciones que requieren personalización masiva. La impresión 3D se adapta bien a aplicaciones que requieren personalización masiva.

Las aplicaciones en las que la personalización masiva ofrece una propuesta de valor tangible son los dispositivos médicos, como prótesis y audífonos. Pasando de la creación de prototipos electrónicos impresos en 3D a la producción en masa, es probable que estas aplicaciones sean algunas de las primeras en abordarse.

Fabricación distribuida

La electrónica impresa en 3D, y la impresión 3D en general, elimina muchas de las economías de escala. La electrónica impresa en 3D reduce las ventajas de consolidar la producción en una fábrica. Esto ha llevado a algunos a sugerir un modelo diferente: la fabricación distribuida.

La fabricación distribuida implica la fabricación en múltiples ubicaciones pequeñas que pueden ubicarse más cerca del destino final de sus productos. Aunque son ideas separadas, la fabricación distribuida y bajo demanda a menudo se usan juntas para describir un enfoque de cadena de suministro de fabricación local en respuesta a demandas específicas.

La fabricación distribuida incluye ventajas como el tiempo y el coste de distribución reducidos, ya que los productos se pueden fabricar cerca de su ubicación final. Sin una inversión a largo plazo en grandes instalaciones vinculadas a propósitos específicos, la cadena de suministro de fabricación se vuelve, por lo tanto, más ágil.

Además, otra ventaja, especialmente pertinente dada la interrupción causada a nivel mundial por Covid-19, es que la distribución de la fabricación en múltiples ubicaciones, e incluso proveedores independientes, reduce el riesgo de falla en la línea de producción o interrupción de la cadena de suministro de productos electrónicos.

La fabricación distribuida a pequeña escala también significa que la producción puede iniciarse fácilmente en una nueva ubicación para aprovechar el exceso de capacidad, incluso si esa instalación fabricaba anteriormente un artículo diferente, lo que podría reducir los costos.

Fabricación distribuida: ventajas y desafíos

Sin embargo, la fabricación distribuida no es aplicable a todo. El mayor desafío es competir con las cadenas de suministro y fabricación existentes que han evolucionado durante décadas para volverse increíblemente eficientes.

Según IDTechEx Research, esto probablemente sea imposible para grandes volúmenes, en los que las ventajas de tiempo y costo de la producción por lotes, especialmente el moldeo por inyección, superan los beneficios de la fabricación bajo demanda.

Otro desafío es la distribución, ya que el transporte de larga distancia es en la actualidad mucho más barato que la entrega de última milla. El costo de distribuir suministros a múltiples ubicaciones distribuidas puede compensar las ventajas de fabricar cerca de la ubicación final.

Ver el vídeo: Impresión 3D de metal. HP Metal Jet. Tendencias Tecnológicas (Octubre 2020).