Cómo la Form 4L y la serie Fuse ayudan a Microsoft a mantenerse en la vanguardia

Hay múltiples motivos por los que Microsoft se ha mantenido tanto tiempo a la vanguardia de la industria tecnológica, tanto del hardware como del software. Ser un líder en un sector que se mueve tan rápido requiere velocidad sin concesiones, una obsesión por perseguir las ideas de máxima calidad y un compromiso por conseguir que cada una de las piezas que fabrica esté a la altura de estándares exigentes. 

Durante ocho años, Mark Honschke ha estado al frente del prototipado rápido en el Centro de Prototipado Avanzado (APC, por sus siglas en inglés), donde se diseñan, prueban o desarrollan el 95 % de los productos de hardware del gigante tecnológico. El APC cumple el compromiso de Microsoft con la velocidad; Honschke describe trabajar en el centro como "correr una maratón a paso de velocista". Su equipo recibe pedidos de más de 80 categorías de hardware (y de varios equipos dentro de esas categorías), sin dejar de entregar esas piezas en 24 horas. 

Añadir la Form 4 y la Form 4L al parque de impresoras ha permitido a Honschke llevar a cabo más turnos de impresión, pasando de realizar algunas impresiones por la noche a destinarlas a un turno de día para acelerar las iteraciones y mejorar la productividad. Además de sus impresoras de estereolitografía (SLA) de escritorio y para el banco de trabajo de Formlabs, el APC también usa dos impresoras de sinterizado selectivo por láser (SLS) de la serie Fuse para crear piezas de nylon funcionales para uso final.

El APC tiene varias impresoras funcionando todos los días y todas las noches. Con 80 categorías de productos y diferentes proyectos dentro de esas categorías, puede que cada día traiga piezas distintas, pero el volumen se mantiene constante. Para gestionar el flujo constante de pedidos, el APC dispone de varias impresoras de modelado por deposición fundida (FDM), dos impresoras Fuse 1+ 30W de sinterizado selectivo por láser (SLS), siete máquinas PolyJet a todo color y cinco impresoras 3D SLA de Formlabs, que incluyen la Form 4 y Form 4L.

El equipo de Honschke trabaja como un departamento de servicios internos; deciden qué material y qué máquina son las más adecuadas para una pieza y hablan de ello con quien realiza el pedido antes de configurar la pieza, imprimirla, posacabarla y entregarla, todo en 24 horas. 

Este modelo al estilo de una empresa de servicios, aunque increíblemente rápido, seguía sin ser lo bastante rápido para un grupo específico dentro de Microsoft, los Arquitectos. "Los Arquitectos viven a caballo entre los diseñadores y los ingenieros. Toman información del equipo de diseño y crean un boceto, y después crean prototipos hasta que los diseñadores quedan satisfechos con la experiencia que transmite el producto. A continuación, se lo pasan a los ingenieros para participar en la producción de ese producto", dice Honschke. "Trabajan constantemente en un nivel muy creativo, y no siempre siguen los mismos plazos que los demás".

El APC necesitaba ampliar su capacidad de impresión de una forma fácil de usar, asequible, rápida y que pudiera producir piezas de alta calidad con diversos materiales. Un Arquitecto que había usado máquinas de Formlabs en un trabajo anterior sugirió la Form 3, aunque eso no tardó en ampliarse para incluir la Form 3L, la Fuse 1+ 30W, la Form 4 y ahora, la Form 4L. 

La versatilidad y la diversidad de propiedades mecánicas disponibles a través del ecosistema de Formlabs permite al equipo elegir la resina adecuada para cada trabajo. Poder cambiar fácilmente de un material a otro (incluso varias veces al día) con los tiempos de impresión rápidos de la Form 4 y la Form 4L hace que el equipo de Honschke pueda elegir la mejor resina para el trabajo y no conformarse con imprimir con lo que ya tenga la impresora por optimizar el tiempo. 

"La Tough 2000 Resin es nuestro material principal. La Grey Pro Resin y la Tough 2000 Resin ofrecen una resistencia adecuada para la ingeniería a una resolución altísima, que es algo que prácticamente ninguna otra tecnología nos da", dice Honschke. 

En el APC, Honschke acepta pedidos hasta aproximadamente las cuatro de la tarde y después configura las impresoras para que funcionen por la noche. Por la mañana, después de sacar las impresiones, posacabarlas y entregarlas, él y su equipo buscan nuevos pedidos que puedan completar en el horario de día de la jornada. Una impresora de alta precisión que puede convertir una impresión nocturna en una que puede estar lista antes, durante el día, puede mejorar drásticamente la productividad de todo el parque de impresoras. 

"Una impresión que realicé en la Form 3 tardó ocho horas y 19 minutos. En la Form 4, fue solo algo más de dos horas. Así que ahora podemos utilizar estas impresoras para imprimir durante el día, sobre todo con la nueva velocidad que estamos viendo. A diferencia de ellas, la Form 3 no se consideraba una tecnología capaz de no tener que imprimir por la noche", dice Honschke. 

Para un laboratorio que debe ocuparse del enorme volumen de pedidos que tiene el APC, de cientos de piezas a la semana, imprimir durante el día en vez de tener que esperar a que pase la noche ayuda a mantener optimizado el proceso de trabajo de Microsoft. Algunas piezas pueden ser productos nuevos que están todavía en las etapas tempranas del diseño, por lo que no conviene que una idea puntual para mejorarlas lleve toda la noche. Otras son arreglos y rediseños de piezas para la fábrica que podrían mantener en marcha la producción o ahorrar tiempo y dinero en el proceso de montaje. 

"Poder realizar varias iteraciones en un período de 24 horas es el objetivo de nuestro laboratorio. Todo el mundo nos manda pedidos, y algunos de ellos son bastante urgentes. Necesitan entender por qué una pieza puede estar fallando para volver a la fábrica y poder decir "este es el cambio en la geometría de la pieza que hará que funcione", nos dijo Honschke. 

Desde que añadió la Form 4 a su proceso de trabajo, el equipo ha estado imprimiendo varias veces al día y ha podido asignarle rápidamente parte de la capacidad de otras impresoras SLA. "Ya estábamos imprimiendo minutos después de encender la máquina. "La instalación y la configuración fueron bastante sencillas. Nos gusta mucho el nuevo diseño del limpiador y el nuevo mecanismo de bloqueo de los tanques de resina", dice Honschke.

Sin embargo, la velocidad y la facilidad de uso no lo son todo a la hora de realizar impresiones satisfactorias. El acabado de la superficie y la calidad de las impresiones siguen teniendo una importancia fundamental: muchas de estas piezas impresas pasarán a ser unidades para la aprobación del diseño final o simulaciones del producto final, así que tienen que tener el aspecto de uno. 

"En algunas piezas pequeñas, me di cuenta de que la superficie tiende a ser mejor que la que nos daban impresoras anteriores. Para piezas transparentes, usamos las máquinas de Formlabs, porque hay menos refracción en las capas y el resultado es más verdaderamente transparente. Yo le digo a la gente que es lo que más se acerca a una transparencia total en el ámbito de las resinas SLA", dice Honschke.

Desde que se incorporó la Form 4L al APC, Honschke y su compañero Ryan Laprise han podido aceptar más encargos y aumentar la productividad del centro.

Un compañero pidió recientemente una carcasa de tablet cuyo tamaño superaba el volumen de impresión de las impresoras Form 4 del laboratorio y que tenía que estar lista rápido. "Es una impresión que no podíamos hacer antes de la Form 4L, ya que la entrega habría llevado demasiado tiempo y la impresión 3D no habría sido una opción. Habría ralentizado el proceso de iteración", dice Honschke. El equipo de impresión 3D colocó los prototipos en la Form 4L y entregó las piezas esa misma tarde. "Si imprimir en cuatro horas es posible para nosotros, se trata de algo revolucionario", dice Honschke. 

Pero el tiempo de impresión no es lo único que afecta, ya que el tiempo de procesamiento previo y posacabado también puede tener un impacto en la productividad y la eficiencia de un equipo. La Form 4L ha simplificado el proceso de trabajo para la impresión 3D de resina en el APC, acortando tanto el trabajo de preparación como el trabajo de acabado para ayudar al APC a llevar las piezas desde el concepto hasta la entrega aún más rápido. 

El volumen de impresión de la Form 4L hace que partir las piezas por la mitad sea cosa del pasado y da al equipo una opción para imprimir piezas rápidamente durante el día y hacerlo también en cantidades mayores por la noche. En el posacabado, la reducción de los puntos de contacto de los soportes ha acortado el tiempo que hacía falta para terminar las piezas. 

El APC se ocupa con frecuencia de pedidos de conjuntos de piezas para pruebas de concepto que abarcan productos como consolas Xbox, tablets Surface, auriculares y más. Pero dado que los componentes no se fabrican al mismo tiempo, la impresión 3D tiene que intervenir en el proceso. "Es posible que las placas de circuitos les lleguen en una semana, pero que los armazones intermedios tarden tres semanas más. Y hay detalles que concretar. Situaciones como "huy, la placa de circuito es medio milímetro demasiado gruesa, así que ahora no podemos cerrar esta carcasa" que hacen que cuando llevemos a cabo estos proyectos, no hagamos impresiones de una o dos piezas, sino que las cantidades vayan de 50 a 100 piezas", dice Honschke.

Hace poco llegó un pedido de prueba de concepto para armazones intermedios de Xbox, de 50 piezas, porque habían tenido algunos problemas al externalizar algunos de los componentes internos. "Yo dije: 'Sí, podemos proporcionar las 50 piezas, pero no podemos limpiarlas'. Pero con la Form 4L, acabó no siendo un gran problema, porque era mucho más fácil quitarles los soportes a las piezas".

Juntas, la Form 4 y la Form 4L han creado una nueva oportunidad para el APC: si se pueden obtener esas piezas de alta calidad a velocidades tan altas, será posible ofrecer más servicios dentro de la misma empresa para grandes proyectos de pruebas de concepto. "Xbox tiene uno o dos proyectos de prueba de concepto cada año, Surface hace otros dos o tres, y si podemos ofrecer ese servicio in situ A) es mejor en cuanto a la seguridad y B) si somos más rápidos, podemos encontrar los problemas más rápido. Creo que hay una buena oportunidad de negocio para la Form 4 y la Form 4L que va a demostrar que vale la pena contratar a personal solo para ocuparse de las impresoras", dice Honschke.

Aunque la velocidad de la Form 4 y la Form 4L ha ayudado a aumentar la productividad del equipo de Honschke y les ha permitido ocuparse de pedidos de prototipos con cantidades mayores, utilizan tecnologías distintas cuando la prioridad es la funcionalidad de uso final o crear prototipos funcionales robustos. 

A medida que ha crecido el abanico de productos que fabrica Microsoft, el APC ha tenido que adaptarse. Incorporar tecnologías que destaquen en diferentes aplicaciones es una de las maneras de las que han podido mantener el ritmo frente al creciente número de pedidos de nuevas categorías de productos. "Al expandirse las categorías de productos de Microsoft, hemos visto que hay una demanda de prototipos de alta resolución capaces de soportar un uso práctico, desde diademas de auriculares hasta carcasas de mandos de videojuegos. La mejor opción para producir estos prototipos era el SLS", dice Honschke. 

Las impresoras 3D SLS u otras tecnologías de fusión de lecho de polvo como la MJF son las que se usan para prototipos funcionales, es decir, productos que se puedan imprimir con una gran precisión dimensional pero que también soporten los esfuerzos de doblarse, estirarse, aplastarse o que las metan incorrectamente en un maletín. Cuando el APC empezó a evaluar el tipo de impresora de polvo que debía añadir a su parque de impresoras, la superficie reducida que ocupa la serie Fuse y su facilidad de uso ayudaron a que fueran las impresoras elegidas. 

La serie Fuse ha ayudado a los equipos de ingeniería para la fabricación a que sus productos superen las etapas finales de aprobación antes de pasar a la fabricación en masa. La mayoría de los productos de Microsoft están formados por complejos conjuntos de múltiples piezas que pueden estar fabricadas en lugares distintos, por lo que juntar esas piezas para crear versiones de prueba de concepto finales es difícil. Los distintos horarios y cronologías de las empresas de logística y los equipos desperdigados por todo el mundo hacen que las piezas puedan no llegar al mismo tiempo, incluso si la fecha límite para su aprobación está cerca. La serie Fuse ayuda a los equipos a crear pruebas de concepto que simulan el producto fabricado de uso final para poder analizar los posibles problemas y hacer cambios rápidos antes de crear cualquier herramienta de fabricación. 

"Ensamblar manualmente un conjunto de piezas ayuda a los ingenieros a entender cómo encajan y los problemas de ensamblaje que pueden retrasar la producción. Con frecuencia, debido a retrasos en la fabricación de las piezas o a problemas con los envíos, puede ser difícil tener todas las piezas al mismo tiempo para la prueba de concepto, y ahí es donde la impresora Fuse entra en acción. Nos ayuda a producir piezas provisionales que simulen las características de piezas fabricadas de forma tradicional", dice Honschke. 

Gran parte del trabajo de Honschke es asegurarse de que el APC dispone de las herramientas adecuadas para un abanico muy amplio y en constante cambio de pedidos y proyectos. Ampliar su capacidad con Formlabs, aprovechando tanto la tecnología SLA como SLS, les ha ayudado a dar respuesta a más preguntas y con mayor rapidez.

Los avances tecnológicos que se han realizado para la Form 4 y la Form 4L han hecho que Microsoft pueda hacer más en un día, y la serie Fuse interviene para mitigar las dificultades en la cadena de suministro antes de iniciar la fabricación de uso final. Para una empresa que corre una maratón a paso de velocista, y que lo ha hecho durante décadas en la vanguardia de la carrera tecnológica, la velocidad y la fiabilidad de la impresora podrían poner las cosas un poco más fáciles. 

"Todas nuestras impresiones han tenido bastante éxito y desde que empezamos a usar la Form 4L, hemos impreso casi exclusivamente con ella. En mi opinión, está a la altura de lo que cabe esperar de una impresora de última generación. Cuando llegue el momento de reemplazar nuestras impresoras, las cambiaremos por más impresoras Form 4 y Form 4L", dice Honschke. 

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