Más de 2000 piezas a la semana: Cómo la Form Auto potencia la producción en masa

En un sector tan veloz y competitivo como el de la impresión 3D, a veces, ver es creer. Para ofrecer esa prueba tangible, la Agencia de Servicios de Fabricación de Formlabs (MSB, por sus siglas en inglés), ha impreso cientos de miles de piezas de muestra e incluso componentes de uso final para nuestras impresoras. Al imprimir con ese volumen, hemos demostrado la capacidad de producción de nuestro propio ecosistema. Ahora, vamos a dar un paso más allá potenciando el rendimiento con el nuevo ecosistema de automatización de Formlabs. 

La MSB de Formlabs ha demostrado que utilizar la impresión 3D para la producción en masa no solo es posible, sino que con el ecosistema de automatización, se puede optimizar y convertir en una opción rentable. La extensión de hardware Form Auto para las impresoras, el juego de funciones de software Fleet Control y el High Volume Resin System trabajan en armonía para expandir la producción sin multiplicar los costes de mano de obra o el espacio necesario. "Tener a la Agencia de Servicios de Fabricación de Formlabs produciendo piezas en masa es la mejor forma de poner en práctica nuestras máquinas de la forma en la que esperamos que otros fabricantes puedan usarlas", dice Chris Pauwels, director de la MSB de Formlabs en Ohio.

El MSB de Formlabs es una instalación de producción en Toledo, Ohio que alberga 140 impresoras de estereolitografía (SLA) de la serie Form 3 y más de 30 impresoras de sinterizado selectivo por láser (SLS) de la serie Fuse. "Imprimimos piezas de muestra que los clientes solicitan como parte de su evaluación de la compra de una nueva impresora, pero también imprimimos piezas que después se utilizan para producir dispositivos de Formlabs como la Form Wash L, la Form Cure L, la Form 3L y la serie Fuse", nos explica Pauwels. 

Los ingenieros de Formlabs utilizan nuestras propias impresoras SLA y SLS tanto para el prototipado como para fabricar la última generación de nuestras máquinas. Algunas de las piezas se imprimieron originalmente en 3D como opciones provisionales durante las interrupciones de la cadena de suministro de la época de pandemia y otras, porque la impresión 3D es una alternativa más cara al moldeo por inyección en algunos casos. Poder aprovechar el poder de un parque de impresoras SLA y SLS tan amplio permite a Formlabs producir grandes cantidades de piezas de uso final y lanzar máquinas al mercado con mayor rapidez.

Cada uno de los materiales de Formlabs (hay más de 40) cuenta con una pieza de muestra impresa estándar que todo el mundo puede solicitar, independientemente de si posee ya o no una impresora de Formlabs. Las piezas de muestra son representativas del caso de uso previsto para cada material, desde las guías de perforación médicas de nuestra Surgical Guide Resin a los engranajes funcionales impresos con nuestra Durable Resin. 

Con 140 impresoras SLA y más de 40 materiales para ese tipo de impresión, gestionar las instalaciones requiere una supervisión meticulosa y una monitorización constante. El taller mantiene un horario riguroso que optimiza los tiempos de impresión y posacabado, asegurándose de que se alinean lo máximo posible con la jornada laboral de los empleados. El miembro del equipo de Excelencia Operativa de Formlabs Andrew Crane ha trabajado para optimizar ese programa y el flujo del parque de impresoras. "Tenemos cuatro equipos, uno con dos grupos para las impresoras Form 3+ con diferentes colas de impresión, otro para las impresoras Form 3L, otro para las impresoras Fuse 1+ 30W y un equipo de ensayo de procesos... Nuestra cola de impresión a veces alcanza las 500 impresiones", dice Crane. 

Antes del ecosistema de automatización, las impresoras solían requerir interacciones con ellas varias veces al día: preparar una impresora cargando una base de impresión y asegurarse de que el cartucho y el tanque adecuados estén insertados, así como retirar la base de impresión para trasladar las piezas a la Form Wash cuando la impresión ha terminado. Aunque cada tarea lleva menos de un minuto, para un taller de producción con 140 impresoras SLA, la mayoría del día se pasa solo en estas tareas poco complejas, pero que requieren bastante trabajo manual.

Con la Form Auto y el ecosistema de automatización, estas tareas cortas pero repetitivas se reducen drásticamente. La Form Auto utiliza la tecnología de liberación rápida patentada de la Build Platform 2 para retirar las piezas y acto seguido, vuelve a insertar la base de impresión y prepara la impresora para un nuevo trabajo, eliminando dos de las interacciones que anteriormente era necesario que llevara a cabo un empleado. "Es como hacer que una impresora realice el trabajo de cinco", dice Pauwels. El trabajo de separar las piezas de una base de impresión y lavar cada remesa una a una se ha eliminado con la Build Platform 2 y la Form Auto.

Los empleados de la MSB de Formlabs tienen mayor libertad para realizar tareas de gran complejidad con mucho menos tiempo ocupado por la extracción de las piezas, la preparación de las impresoras y el lavado de remesas únicas. Cuando las piezas se terminan por la noche o sin que haya empleados cerca, nuevas impresiones pueden empezar automáticamente. En la MSB de Formlabs, contar con la Form Auto permite no tener que parar cuando se apagan las luces por la noche y durante el fin de semana. 

Fleet Control es un conjunto de funciones en Dashboard que optimizan cómo se organizan las impresiones en colas, se asignan y se programan en un entorno de producción con varias impresoras. En la MSB de Formlabs, hay 140 impresoras SLA y 40 resinas, así que se debe aprovechar cualquier oportunidad de organizar y optimizar las operaciones. 

"Fleet Control ha reducido considerablemente las intervenciones de los supervisores en las operaciones de impresión. Podemos introducir trabajos personalizados en la cola de impresión sin problemas y nuestros técnicos pueden preocuparse menos de asignar el trabajo adecuado a la impresora correcta", cuenta Crane.

En el grupo de 140 impresoras SLA en la MSB de Formlabs, hay grupos de impresoras más pequeños determinados por el tipo de material. Estos grupos son flexibles y pueden cambiar, como cuando se lanza un nuevo material y la demanda pasa a la creación de nuevas muestras. Fleet Control permite a los usuarios enviar impresiones a los grupos de impresoras en vez de elegir una unidad concreta, así como gestionar una cola de impresión dentro de un grupo. También muestra un resumen de cómo está funcionando toda la unidad de producción, permitiendo a los técnicos ver las incongruencias antes de que se conviertan en problemas. 

"Fleet Control ha hecho que gestionar la producción en nuestro parque de impresoras sea increíblemente fácil. Tenerlo en un par de pantallas táctiles permite a nuestros técnicos reconocer y resolver rápidamente los problemas", dice Crane. 

Combinar las capacidades de organización y supervisión de Fleet Control con la potencia de producción de la Form Auto ha llevado a grandes aumentos de la productividad en la MSB de Formlabs. "La combinación de Fleet Control y la Form Auto ha supuesto un aumento considerable en cuanto a la producción de piezas, pero tal vez es más importante que haya demostrado cómo crece la eficiencia cuando se compara la Form Auto con los métodos tradicionales, ya que las piezas reciben menos toques físicos", afirma Crane.

Gracias a sus años de práctica a la hora de imprimir piezas de muestra, el equipo de la MSB de Formlabs domina el arte de volver a llenar el cartucho a la perfección. Saben exactamente cuántas remesas de cada pieza se pueden fabricar con un único cartucho de resina y cuándo necesitan cambiarlo por uno nuevo. Estas tareas de cambio se realizan de forma rápida y fácil, pero igual que ocurre con la retirada de las piezas, cuando se multiplica por 140 impresoras, puede acabar tomando una parte considerable del tiempo de los empleados. "Una parte importante del trabajo del operario de la impresora es cambiar los cartuchos de resina. Cuando imprimes 440 piezas al día, debes cambiarlas con bastante frecuencia", dice Pauwels. 

Además del tiempo de trabajo manual, el número de cartuchos vacíos empieza a ser grande con este volumen de impresión, aumentando las necesidades de almacenamiento y requiriendo estrategias de eliminación. 

Hemos desarrollado el High Volume Resin System para dispensar rápidamente cinco litros de resina mediante un sistema de bombeo automatizado que permite a las impresoras equipadas con la Form Auto pasar por múltiples lotes de impresión sin ninguna interacción por parte de los usuarios. "Dado que el High Volume Resin System tiene cinco veces la capacidad de resina, estamos interactuando cinco veces menos con los recipientes de resina. Esto se traduce en cinco veces menos operaciones de rellenar los cartuchos y cinco veces menos probabilidades de derrames", dice Pauwels. 

La impresión 3D se ha utilizado durante años para crear productos personalizados, y con la creciente adopción del utillaje rápido impreso en 3D, cada vez se está usando más como un paso en los procesos de producción en masa. Hasta ahora, no ha habido una plataforma de tecnología capaz de combinar el poder de personalización de la impresión 3D sin el alto rendimiento de la producción en masa. El ecosistema de automatización conecta esas dos cualidades, haciendo que la personalización sea más asequible, reduciendo los costes de mano de obra y haciendo que la producción en masa sea más eficiente eliminando las restricciones de tiempo del día de un trabajador medio. 

Hasta la fecha, la MSB de Formlabs ha producido cientos de miles de piezas, demostrando la capacidad de producción de que las impresoras de la serie Form 3 y la fiabilidad de los materiales de Formlabs. A medida que la demanda de impresoras 3D y piezas crecía para los clientes de Formlabs, también crecía dentro de la misma Formlabs. El ecosistema de automatización responde a la necesidad de una producción escalada de forma eficiente y no ha habido un lugar mejor que nuestras propias instalaciones para demostrar sus capacidades. 

Poder imprimir una y otra vez a esta escala ayuda a optimizar las operaciones y la cadena de suministro de Formlabs, pero también crea un bucle de retroalimentación continuo: al utilizar nuestros propios productos para la producción, podemos aprender sobre ellos, desarrollarlos y crear nuevas iteraciones de ellos, con lo que optimizamos nuestro modelo de negocio y la tecnología en la que se basa.