Diseño y la nueva revolución industrial

Si no lo había escuchado, hay una nueva revolución industrial arrasando en el mundo. Esta revolución, dicen los campeones de este nuevo tipo de fabricación, es el resultado de tres factores que juntos cambian la naturaleza y la economía de la fabricación.

El primero es un software gratuito para diseñar objetos 3D complejos; el ejemplo más conocido es Google Sketchup.

El segundo es la impresión 3D en la que las máquinas computarizadas convierten los diseños virtuales en modelos físicos que puede pinchar, acariciar y apretar.



Por último, está la caída vertiginosa del coste de las impresoras 3D y otras técnicas de creación rápida de prototipos. De repente, esto hace que sea práctico y rentable fabricar productos a pedido en lugar de producir productos en masa.

Eso ha llevado a un gran aumento en la cantidad de sitios web donde puedes comprar cosas que se hacen a pedido, como por ejemplo, ladrillos hechos a medida tipo Lego. Realiza su pedido a través de un sitio web, el pedido se envía directamente a una impresora 3D que fabrica el ladrillo que luego se le envía en la siguiente publicación. El diseñador, que ni siquiera ve el ladrillo, simplemente se embolsa las ganancias.

Al menos así es como se impulsa esta revolución. La realidad es que si desea hacer algo más complejo que un ladrillo de plástico, pronto se encontrará con las limitaciones de los procesos de fabricación rápidos.

Estos procesos se dividen en dos categorías: aditivos y sustractivos. Las técnicas sustractivas, como el mecanizado de alta velocidad, son rápidas pero no pueden crear determinadas formas complejas. Las técnicas aditivas como la sinterización por láser de polvo metálico (un tipo de impresión 3D) no pueden hacer fácilmente grandes objetos sólidos porque las tensiones internas se acumulan en las partes sólidas a medida que se enfrían, lo que provoca distorsiones.

Estos problemas, o al menos otros como ellos, han preocupado a los fabricantes durante siglos. Por lo tanto, no es de extrañar que amenacen con descarrilar la nueva revolución industrial antes de que haya ganado mucho impulso.

Hoy, sin embargo, Olivier Kerbrat y sus amigos del Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes en Francia, dicen que han ideado una forma de abordar este problema.

Su solución es un programa que analiza un diseño y determina qué tan difícil es realizarlo con una técnica de fabricación determinada. Tiene en cuenta los factores que influyen en la capacidad de fabricación, como el tamaño del objeto, su volumen, la flexibilidad de una herramienta de corte determinada y la distancia entre las partes del objeto y el centro de la plataforma de fabricación (por lo que puede necesitar un soporte adicional). y así.

Luego, codifica por colores el objeto virtual de acuerdo con su dificultad de fabricación (ver imagen arriba). Luego, el diseñador puede realizar cambios que mejoren las cosas.

Esa es una nueva forma de pensar sobre la fabricación. En el pasado, los diseñadores simplemente se centraban en la idoneidad de un producto para su propósito, ya sea una pieza de motor o un ladrillo de construcción. Habrían tenido una técnica de fabricación en mente y simplemente tuvieron que aceptar sus ventajas y desventajas.

Lo que Kerbrat y compañía hacen posible es una nueva forma de pensar en la que los fabricantes pueden ver qué partes de un producto se adaptan mejor a diferentes tipos de fabricación. Luego, los diseños pueden modificarse o incluso dividirse para que las diferentes partes se fabriquen de la manera más rentable. (Por supuesto, estas piezas deben volver a ensamblarse más tarde y esto debe tenerse en cuenta).

Pero el punto clave es que los fabricantes pueden utilizar procesos de fabricación aditiva y sustractiva al mismo tiempo.

El llamado diseño para la fabricación no es una idea nueva, pero siempre ha sido más un arte negro que una forma de ingeniería. Al incorporar esta forma de pensar en las herramientas utilizadas en el diseño asistido por computadora estándar, es posible que Kerbrat y compañía lo hagan mucho más fácil. Eso debería reducir los tiempos de entrega, reducir los costos y, posiblemente, mejorar la calidad.

Todo lo que necesitamos ahora es que Google incluya esta idea, o algo parecido, en Sketchup. Gratis.

¡Larga vida a la revolución!

Ref: arxiv.org/abs/1106.3176 : Un nuevo enfoque de DFM para combinar el mecanizado y la fabricación aditiva

esconder