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Ford: Cómo reinventar la fabricación eficiente mediante la impresión 3D

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Desde su fundación en 1914, Ford ha impulsado la innovación en la fabricación de automóviles. Desde la invención de la línea de ensamblaje móvil hace 115 años, también conocida como fordismo, hasta el uso actual de la fabricación de aditivos, Ford está constantemente pensando en el futuro para acelerar la fabricación de vehículos mediante el aumento de la productividad, la ergonomía y el control de calidad.

Mientras que muchas compañías comienzan a explorar las posibilidades de la fabricación aditiva, Ford está nuevamente un paso adelante para acelerar el tiempo que pasan sus vehículos en la línea de producción.

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La planta piloto de Ford en Colonia, Alemania, es pionera en la creación de cada nuevo diseño de vehículo antes de que comience la producción en serie. Tienen una línea completa de fabricación a pequeña escala, que desarrolla automóviles hasta varios años antes de que entren en producción. Lars Bognar, ingeniero de investigación del equipo de Investigación e Ingeniería Avanzada de Ford en Aachen, ha estado trabajando en la creación de un flujo de trabajo optimizado para crear plantillas, herramientas y accesorios para el proceso de fabricación de Ford.

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Herramientas personalizadas impresas en 3D que se utilizan en la planta piloto

Adopción de la impresión 3D

Los empleados de Ford utilizan muchas herramientas personalizadas durante la producción de sus vehículos. Estas a menudo están diseñadas para una tarea específica y un modelo. Crear estas herramientas externamente lleva mucho tiempo y es muy costoso. Para obtener herramientas más rápido, el equipo de Ford decidió realizar una prueba piloto de impresión 3D como una posible solución.

Se fundó un equipo dedicado de fabricación aditiva y comenzaron un proyecto exitoso utilizando la tecnología SLS. Tuvieron buenos resultados, pero las impresiones necesitaron un procesamiento posterior específico. Por este motivo, Ford comenzó a usar la tecnología FFF de Ultimaker. Esta tecnología proporcionó una solución aún más rápida y asequible con menos problemas. De esta manera, no solo los ingenieros, sino también las fuerzas de trabajo locales pueden usar una impresora 3D para crear las herramientas que necesitan.

Ford ha elegido Ultimaker porque la relación calidad-precio es excelente y la empresa admira su fiabilidad. 

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Ford comenzó con a utilizar la Ultimaker 3 antes de añadir la Ultimaker S5
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La sencilla interfaz de Ultimaker Cura permite a cualquiera crear herramientas por sí mismo

Creación de herramientas, plantillas y accesorios antes de la producción

Muchas plantas de fabricación implementan la impresión 3D para optimizar su proceso de fabricación actual. Sin embargo, al tener un taller 3D dedicado en la planta piloto, Ford puede producir todos los diseños correctos antes de que un nuevo automóvil entre en producción en serie. Esto proporciona a los ingenieros de Ford más tiempo para iterar los diseños de todas las herramientas personalizadas. Ford desea crear herramientas que no solo aceleren el tiempo de fabricación de los vehículos, sino que a menudo tengan también beneficios ergonómicos para la mano de obra. Por eso es importante para Ford poder crear el diseño correcto para la aplicación.

El sistema de filamento abierto nos permite utilizar materiales industriales que nos ayudan a fabricar herramientas y accesorios aún más duraderos para nuestra producción de alto volumen 

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Las herramientas se crean en la planta piloto antes de pasar a la producción en serie
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Un solo modelo de vehículo utiliza más de 50 herramientas personalizadas de impresión 3D

Fabricación local

Al utilizar las impresoras Ultimaker 3D, las fuerzas de trabajo locales también pueden imprimir en 3D las herramientas que necesitan. Ford está colocando las impresoras 3D Ultimaker en fábricas de toda Europa, por ejemplo, en España, Italia y Rumania. El equipo de diseño en Alemania suministrará los diseños electrónicamente y las herramientas se pueden usar al día siguiente gracias a la impresión 3D.

Pero Ford también va un paso más allá. Con Paramate, el software generativo de Trinckle, los trabajadores de estas plantas pueden generar plantillas sin tener experiencia en diseño 3D. El equipo de Colonia creará componentes que podrán utilizar para herramientas como mangos y soportes para imanes. El ingeniero cargará el diseño del automóvil, añadirá las manijas y un espacio abierto donde se debe añadir la pieza, y el software generará la plantilla. Este diseño puede enviarse directamente a Ultimaker Cura e imprimirse localmente con sus impresoras Ultimaker S5.

Hoy en día, solo los técnicos capacitados en este proceso pueden diseñar dispositivos complejos. En el futuro, incluso un trabajador sin formación podrá utilizar este software para crear sus propias herramientas. 

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El software de Trinckle permite a los trabajadores generar herramientas que pueden enviarse directamente a la impresora 3D Ultimaker

Ventajas de la impresión 3D

Hasta ahora, la planta piloto ya ha sido muy útil para Ford. Por cada herramienta personalizada, ahorran una cantidad considerable de dinero en comparación con la fabricación tradicional o la subcontratación. Solo el Ford Focus se fabrica con más de 50 herramientas, plantillas y accesorios diseñados a medida. Ford también está pensando en piezas de repuesto para la maquinaria en la línea de producción. Al imprimir estas piezas, aumenta significativamente el tiempo de funcionamiento de la máquina y la línea de producción no tendrá que detenerse durante largos períodos de tiempo.

Pero la impresión 3D no solo es ventajosa desde el punto de vista financiero. Muchas de estas herramientas tienen grandes beneficios ergonómicos para los trabajadores de Ford. Después de un uso prolongado, las herramientas metálicas tradicionales pueden llegar a ser extremadamente pesadas y su uso puede afectar a la salud de los trabajadores con el tiempo. La gama de materiales de Ultimaker es a menudo lo suficientemente fuerte como para sustituir a las herramientas metálicas, lo que facilita en gran medida las tareas del personal de montaje.

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Plantillas y accesorios impresos en 3D desarrollados en la planta piloto de Ford

Planes futuros

Ford está expandiendo sus capacidades de impresión 3D rápidamente. Mientras optimizan el flujo de trabajo para crear herramientas, plantillas y accesorios, están aprendiendo más sobre las posibilidades de impresión 3D. Lars no solo busca crear herramientas y accesorios, sino también explorar posibilidades para crear piezas de repuesto y piezas finales mediante la impresión 3D. "Queremos dar un paso más allá y también queremos imprimir piezas de repuesto en 3D. Queremos diseñar para la fabricación aditiva y poder imprimir piezas de producción para vehículos de producción".

¿Está pensando en añadir una impresora 3D a su kit de herramientas? Puede comparar las impresoras 3D Ultimaker o descargar nuestra guía gratuita para compradores de impresoras 3D.

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