Si ha estado rondando por los espacios de fabricación últimamente, probablemente haya notado dos grandes tendencias que chocan fuertemente: los sistemas robóticos se vuelven más flexibles y la impresión 3D (fabricación aditiva, para las personas que aman los términos elegantes) que va mucho más allá de los pequeños prototipos. Hace unos años, la gente pensaba que la impresión 3D era sólo para fabricar objetos de escritorio o piezas únicas, pero ahora está apareciendo en todas partes, desde el sector aeroespacial hasta la construcción, y los sistemas robóticos son el ingrediente secreto que hace que esto suceda. Como proveedor de sistemas robóticos, he visto de primera mano cómo combinar robots con impresión 3D no es sólo un truco; está resolviendo problemas que las impresoras 3D de la vieja escuela y la automatización estática no pueden abordar. Analicemos las aplicaciones reales y revolucionarias que ya existen, además de por qué esta combinación está cambiando la forma en que hacemos las cosas.
Si ha estado en el mundo de la fabricación o el mecanizado últimamente, probablemente haya notado que dos tendencias principales están chocando: los sistemas robóticos se están volviendo cada vez más flexibles y la impresión 3D (fabricación aditiva, para aquellos a quienes les gustan los términos sofisticados) ha ido mucho más allá de la etapa de pequeño prototipo. Hace unos años, la gente pensaba que la impresión 3D alguna vez se usaba para fabricar chucherías de escritorio o piezas desechables, pero ahora está floreciendo en todo, desde el sector aeroespacial hasta la construcción, y los sistemas robóticos son la salsa secreta que lo hace todo posible. Como proveedor de sistemas robóticos, he visto de primera mano que la combinación de robótica e impresión 3D es más que un simple truco; está resolviendo problemas que las impresoras 3D de la vieja escuela y la automatización estática no pueden abordar. Analicemos las aplicaciones verdaderamente disruptivas que ya existen y por qué esta combinación está cambiando la forma en que hacemos las cosas.
En primer lugar, hablemos de piezas de impresión 3D de gran formato que son demasiado grandes incluso para las impresoras 3D estáticas más gigantescas. Realmente grandes: componentes de turbinas eólicas, piezas de contenedores de transporte, módulos de construcción para viviendas e incluso prototipos de chasis de automóviles de tamaño real. Las impresoras 3D tradicionales están limitadas por su volumen de construcción fijo; Si necesita una pieza de más de 10 pies de largo, debe cortarla en secciones pequeñas y débiles que tardan una eternidad en pegarse, o olvidarse de ella por completo. Los robots solucionan eso porque pueden mover su extremo de impresión (el extrusor, el láser o el depositador de material) en 6 ejes de movimiento, mucho más que los 3 ejes de una impresora 3D cartesiana estándar. Eso significa que puede imprimir piezas del tamaño que desee, sin ningún cuadro fijo que lo detenga.
Primero, hablemos de la impresión 3D de gran formato: piense en las piezas que no encajarían ni siquiera en las impresoras 3D estáticas más voluminosas. Por ejemplo, los realmente grandes: componentes de turbinas eólicas, piezas de contenedores de transporte, módulos de construcción de viviendas e incluso prototipos de chasis de automóviles de tamaño real. Las impresoras 3D tradicionales están limitadas a un volumen de construcción fijo; Si necesita uno que tenga más de 10 pies de largo, tendrá que cortarlo en pedazos pequeños y frágiles y dedicar mucho tiempo a pegarlos, o renunciar por completo. Los robots resuelven este problema porque pueden mover el extremo de la impresión (extrusora, láser o depositador de material) en 6 ejes de movimiento, mucho más que los 3 ejes de una impresora 3D cartesiana estándar. Esto significa que puede imprimir piezas de cualquier tamaño y ya no está limitado por un cuadro fijo.
Recientemente trabajamos con un cliente haciendo módulos de viviendas de concreto personalizados usando esta configuración. En lugar de que una enorme y costosa impresora 3D estática ocupara la mitad de su fábrica, montaron un brazo robótico en una pista que se extiende a lo largo de toda su bahía de producción. El robot se mueve sin problemas a lo largo de la vía, colocando concreto capa por capa, ajustando su trayectoria en tiempo real para que coincida con las paredes curvas del módulo. No más piezas cortadas, no más articulaciones débiles. Es mucho más rápido que imprimir secciones pequeñas y ensamblarlas, y las piezas son más resistentes porque el material se deposita en un camino continuo. Esto no es sólo una demostración: ya están instalando estos módulos en proyectos de viviendas asequibles y otras empresas constructoras están haciendo lo mismo.
Recientemente trabajamos con un cliente que estaba usando esta plataforma para crear módulos de casas de concreto personalizados. En lugar de utilizar una máquina 3D estática, grande y costosa que ocupaba la mitad del piso de la fábrica, la impresora monta un brazo robótico en una pista que se extiende a lo largo de todo el piso de producción. El robot se mueve sin problemas a lo largo de la vía, colocando concreto capa por capa, ajustando su trayectoria en tiempo real para que coincida con las paredes curvas del módulo. No más piezas cortantes, no más costuras débiles. Es mucho más rápido que imprimir pequeños segmentos y luego ensamblarlos, y las piezas son más resistentes porque el material se dispone en una trayectoria continua. Esto no es sólo una demostración: ya están instalando estos módulos en proyectos de viviendas asequibles y otras empresas constructoras están haciendo lo mismo.
El siguiente paso es la versatilidad del material, un gran problema para las impresoras 3D normales. La mayoría de las impresoras 3D industriales pequeñas o de escritorio están pegadas con uno o dos materiales a la vez, como plástico PLA o ABS. Pero cuando combinas un robot con la impresión 3D, puedes intercambiar herramientas sobre la marcha para trabajar con todo tipo de materiales, incluso mezclándolos a mitad de la impresión. Estamos hablando de metal, cerámica, hormigón, alimentos, bioplásticos, lo que sea. Algunos de nuestros clientes aeroespaciales utilizan esto para imprimir piezas con inserciones metálicas incrustadas en un marco de plástico, perfecto para componentes que deben ser livianos pero resistentes cuando sea necesario. Otros están mezclando plástico reciclado con hormigón como material de construcción, reduciendo considerablemente los residuos.
El siguiente es la diversidad de materiales, que es un gran problema con las impresoras 3D comunes. La mayoría de las impresoras 3D industriales pequeñas o de escritorio solo pueden utilizar uno o dos materiales a la vez, como PLA o plástico ABS. Pero combine robots con impresoras 3D. Una vez combinada la impresión, puedes cambiar las herramientas en cualquier momento, utilizar una variedad de materiales e incluso mezclar materiales durante el proceso de impresión. Estamos hablando de metal, cerámica, hormigón, alimentos, bioplásticos, lo que sea. Algunos de nuestros clientes aeroespaciales utilizan esto para imprimir piezas de marcos de plástico con inserciones metálicas incrustadas, perfecto para componentes que deben ser livianos pero requieren alta resistencia en áreas clave. Otros están mezclando plástico reciclado con hormigón como material de construcción, reduciendo drásticamente los residuos.
Espere y no nos olvidemos de la reparación y el mantenimiento. Los robots no sirven sólo para fabricar piezas nuevas: también pueden reparar las existentes. Imagine la pala de una turbina eólica que se rompe a 500 pies de altura en el aire. No se puede llevar toda la hoja a una fábrica para soldarla, ¿verdad? Pero si tiene un sistema de robot portátil con un extremo de impresión 3D, puede llevarlo a la turbina, escanear el punto dañado en la pala e imprimir un parche de reparación personalizado allí mismo, en el sitio. Esto no es algo hipotético: lo hemos visto en acción con las empresas de energía. Reduce el tiempo de reparación de días a horas y les ahorra millones en tiempo de inactividad. Uno se pregunta por qué alguien esperaría para enviar una pieza rota a todo el país cuando se puede reparar donde está mediante la impresión 3D asistida por robot.
Espera, no nos olvidemos de la reparación y el mantenimiento. Los robots no sólo pueden fabricar piezas nuevas, sino que también pueden reparar las existentes. Imagine que la pala de una turbina eólica desarrolla una grieta a 500 pies en el aire. No se puede enviar la hoja entera a la fábrica para soldarla, ¿verdad? Pero si tuviera un conjunto de 3D, un sistema robótico portátil en el lado de impresión puede llevarlo a la turbina, escanear el área dañada de la pala y luego imprimir un parche de reparación personalizado en el lugar. Esto no es hipotético: ya lo hemos visto en la práctica con las empresas energéticas. Ha acortado el tiempo de reparación de días a horas y les ha ahorrado millones en tiempo de inactividad. Lo que hace que la gente se pregunte: ¿Por qué enviar piezas dañadas para su reparación a todo el país cuando se puede utilizar la impresión 3D asistida por robots para repararlas in situ?
Luego está el espacio de fabricación personalizado, como para lotes pequeños o piezas únicas que la automatización normal no puede manejar. Si es un fabricante de dispositivos médicos, es posible que necesite un implante de cadera personalizado que se ajuste a la anatomía de un paciente específico, o un pequeño fabricante de muebles artesanal que quiera piezas curvas personalizadas para una silla. La fabricación de la vieja escuela (como el mecanizado CNC o el moldeo por inyección) es demasiado costosa para lotes pequeños: hay que fabricar miles de piezas para cubrir los costos de herramientas. La impresión robótica 3D cambia eso porque está impulsada por software. Simplemente puede cargar un modelo 3D, ajustarlo al tamaño o la forma exactos que necesita y presionar imprimir, sin herramientas especiales ni largos tiempos de configuración. Una tienda de bicicletas local con la que trabajamos utiliza esto para fabricar cuadros de bicicletas personalizados para ciclistas con tamaños corporales inusuales. En lugar de pedir marcos a un gran fabricante que cobra una prima, utilizan nuestros sistemas robóticos para imprimir marcos livianos y duraderos en un par de horas.
Luego está el área de la fabricación personalizada, como piezas únicas o de bajo volumen, que la automatización convencional no puede manejar. Si es un fabricante de dispositivos médicos, es posible que necesite un implante de cadera personalizado que se ajuste a la anatomía de un paciente específico, o si es un pequeño fabricante de muebles artesanal que desea hacer una pieza curva personalizada para una silla. Los métodos de fabricación de la vieja escuela (como el mecanizado CNC o el moldeo por inyección) son demasiado caros para lotes pequeños: habría que fabricar miles de piezas para distribuir los costos de las herramientas. Robots 3D Printing cambia eso porque está impulsado por software. Simplemente cargue un modelo 3D, ajústelo al tamaño o forma exactos que necesita y presione imprimir, sin herramientas especiales ni tiempos de configuración prolongados. Una tienda de bicicletas local con la que trabajamos aprovechó esto para fabricar cuadros de bicicletas personalizados para ciclistas con tipos de cuerpo especiales. En lugar de pedir marcos a grandes fabricantes que cobran primas elevadas, utilizan nuestro sistema robótico para imprimir marcos livianos y duraderos en cuestión de horas.
Ahora, vayamos a la parte que ha estado en la mente de todos últimamente: ¿qué tan fácil es usar esto? Mucha gente piensa que los robots son sólo para equipos de robóticos, pero eso ya no es cierto. Hemos creado sistemas que permiten que cualquiera los opere, sin necesidad de codificación. Por ejemplo, nuestro sistema de robot de soldadura sin código le permite enseñarle al robot una ruta de impresión 3D simplemente moviendo su brazo a través de la forma deseada con un control manual, de manera más sencilla que escribir código G para impresoras 3D estáticas. Esto ha cambiado las reglas del juego para las pequeñas empresas que no cuentan con un equipo de automatización dedicado. Pueden utilizar estos sistemas robóticos para la impresión 3D sin tener que contratar a alguien para que los programe durante semanas.
Ahora, hablemos de lo que todo el mundo piensa estos días: ¿qué tan fácil es de usar? Mucha gente piensa que los robots son sólo para un equipo de robóticos, pero ese ya no es el caso. Construimos sistemas para que cualquiera pueda operarlos, sin necesidad de programación. Por ejemplo, nuestro sistema de robot de soldadura sin código le permite enseñarle al robot una ruta de impresión 3D simplemente moviendo el brazo con un controlador portátil y dejándolo seguir la forma deseada; es mucho más fácil que programar una G para una impresora 3D estática. El código es mucho más simple. Para las pequeñas empresas que no cuentan con equipos de automatización dedicados, esto cambia las reglas del juego. Pueden utilizar estos sistemas robóticos para imprimir en 3D sin tener que pasar semanas contratando a alguien para que los programe.
Espera, ¿y qué pasa con la movilidad? Algunas de estas configuraciones robóticas de impresión 3D ni siquiera necesitan estar en una fábrica fija. Hemos creado opciones portátiles, como nuestro sistema de robot de soldadura portátil y nuestro sistema de soldadura robótico portátil, que pueden cargarse en un camión y llevarse a lugares de trabajo, zonas de desastre o incluso minas remotas. Una empresa minera de Canadá utilizó un robot portátil para imprimir piezas de repuesto personalizadas en metal para equipos pesados, allí mismo, en la mina. No tienen que esperar a que se envíen las piezas desde la ciudad, lo que reduce el tiempo de inactividad y mantiene sus operaciones funcionando sin problemas. Es descabellado pensar que puedes llegar a una mina con un pequeño robot configurado, escanear una pieza rota, imprimir una nueva y volver a trabajar, todo en un día.
Espera, ¿qué pasa con la movilidad? Algunos robots 3D El equipo de impresión ni siquiera necesita ser reparado en fábrica. Hemos introducido opciones portátiles, como nuestro sistema de robot de soldadura portátil y nuestro sistema de soldadura por robot portátil, que pueden cargarse en camiones y transportarse a sitios de construcción, áreas de desastre e incluso sitios mineros remotos. Una empresa minera en Canadá utiliza robots portátiles para utilizar oro en las minas. Impresión de repuestos personalizados para equipos pesados. No tienen que esperar a que se envíen las piezas desde la ciudad, lo que reduce el tiempo de inactividad y mantiene las operaciones funcionando sin problemas. Es increíble pensar que se puede conducir hasta una mina con un pequeño dispositivo robótico, escanear una pieza dañada, imprimir una nueva y volver a trabajar el mismo día.
Quiero ser real aquí: no todo es sol y arcoíris. Todavía hay obstáculos. El costo inicial de un sistema robótico más una herramienta de impresión 3D puede ser mayor que el de una impresora 3D de escritorio estándar, especialmente para las pequeñas empresas. También existe la curva de aprendizaje, incluso con sistemas sin código: todavía hay que entender cómo se comportan los diferentes materiales cuando se extruyen, como cómo se cura el hormigón o cómo se enfría el metal para evitar deformaciones. Pero la tecnología mejora cada año, los costos bajan y están apareciendo más recursos de capacitación para ayudar a los equipos a aprender rápidamente.
Voy a ser honesto: no todo es sol y arcoiris. Todavía hay obstáculos. El costo inicial de un sistema robótico más herramientas de impresión 3D puede ser mayor que el de una impresora 3D de escritorio estándar, especialmente para una pequeña empresa. También está el problema de la curva de aprendizaje, incluso con un sistema sin código: aún es necesario comprender cómo se comportan los diferentes materiales cuando se extruyen, como cómo se solidifica el hormigón o cómo se enfría el metal para evitar deformaciones. Pero la tecnología mejora cada año, el costo disminuye y cada vez surgen más recursos de capacitación para ayudar a los equipos a ponerse al día rápidamente.
Como proveedor de sistemas robóticos, hemos visto evolucionar cada parte de este espacio y lo único que destaca es cuán adaptables son estos sistemas. No se trata sólo de reemplazar la tecnología antigua, sino de abrir nuevas posibilidades que antes no existían. Hace unos años, nadie pensaba que se podría imprimir un módulo de vivienda completo en el sitio, o reparar una pala de turbina eólica sin subir 500 pies, o hacer un cuadro de bicicleta personalizado en un pequeño taller. Ahora todo esto está sucediendo y los robots son la columna vertebral de ello.
Como proveedor de sistemas robóticos, hemos visto evolucionar todos los aspectos de este campo y lo que destaca es cuán adaptables son estos sistemas. No se trata sólo de reemplazar tecnología antigua, sino que se abren nuevas posibilidades que antes no existían. Hace unos años, nadie pensaba que se podría imprimir un módulo de vivienda completo en el sitio, o reparar una pala de turbina eólica sin subir 500 pies, o hacer un cuadro de bicicleta personalizado en un pequeño taller. Ahora todo esto está sucediendo y los robots son la columna vertebral de todo ello.
Si es alguien que ha sentido curiosidad por saber cómo podría funcionar esto para su negocio, ya sea en el sector de la construcción, el sector aeroespacial, dispositivos médicos o incluso en la fabricación de lotes pequeños, le animo a que se comunique con nosotros. Siempre estaremos encantados de explicarle cómo nuestros sistemas robóticos, como nuestros sistemas de cobot de soldadura portátiles o cualquiera de nuestras otras configuraciones, pueden adaptarse a sus necesidades específicas. No ofrecemos soluciones únicas para todos; Trabajamos con usted para construir algo que resuelva exactamente sus problemas.
Si tiene curiosidad sobre cómo podría funcionar esto en su negocio, ya sea en el sector de la construcción, el sector aeroespacial, dispositivos médicos o fabricación de bajo volumen, lo invito a que se comunique con nosotros. Siempre estaremos encantados de explicarle cómo uno de nuestros sistemas robóticos, como nuestro sistema de cobot de soldadura portátil o cualquier otra configuración, se puede personalizar según sus necesidades específicas. No ofrecemos soluciones únicas para todos; Trabajamos con usted para crear una solución que resuelva su problema exacto.
No se deje engañar por el revuelo en torno a la impresión 3D o los robots: esta combinación llegó para quedarse y está cambiando la forma en que hacemos casi todo. No se trata sólo de una producción más rápida; se trata de hacer que la fabricación sea más flexible, más accesible y más sostenible. Y como proveedor de sistemas robóticos, estamos orgullosos de ser parte de ello. Si quieres hablar más, contáctanos, estamos aquí para ayudarte.
No se deje engañar por las exageraciones de la impresión 3D o la robótica: esta combinación llegó para quedarse y está cambiando la forma en que hacemos casi todo. No se trata sólo de una producción más rápida; se trata de hacer que la fabricación sea más flexible, accesible y sostenible. Como proveedor de sistemas robóticos, estamos orgullosos de ser parte de esto. Si desea hablar más, comuníquese con nosotros; estamos aquí para ayudarlo.
Referencias Referencias
- ASTM Internacional. (2022). Fabricación aditiva para componentes a gran escala: tendencias y aplicaciones. Obtenido de astm.org
ASTM Internacional. (2022). Fabricación Aditiva de Piezas Grandes: Tendencias y Aplicaciones. Obtenido de astm.org - Asociación de Industrias de Robótica. (2023). Robots colaborativos en la fabricación aditiva: informe de la industria de 2023. Obtenido de roboticsonline.org
Asociación de Industrias Robóticas. (2023). Robots colaborativos en fabricación aditiva: Informe de la industria 2023. Obtenido de roboticsonline.org - Robótica de la Construcción. (2022). Impresión 3D in situ para viviendas: estudios de casos y perspectivas de la industria. Obtenido de construcciónrobotics.com
Robótica de la Construcción. (2022). Impresión 3D de viviendas in situ: estudios de casos y conocimientos de la industria. Obtenido de construcciónrobotics.com - Sociedad de Ingenieros de Fabricación. (2023). Fabricación aditiva en lotes pequeños: reducción de costos mediante sistemas robóticos. Obtenido de sme.org
Sociedad de Ingenieros de Fabricación. (2023). Fabricación aditiva de bajo volumen: reducción de costes mediante sistemas robóticos. Obtenido de sme.org
