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Jun 09, 2023

El trabajo de fin de grado encargado por iFactory3D confirma la viabilidad financiera de las impresoras 3D de cinta frente a las impresoras 3D cartesianas

La startup alemana iFactory3D ha encargado y supervisado una tesis de licenciatura sobre "Viabilidad económica y aplicabilidad de impresoras de cinta 3D para la producción en serie en empresas manufactureras". En agosto

La startup alemana iFactory3D ha encargado y supervisado una tesis de licenciatura sobre "Viabilidad económica y aplicabilidad de impresoras de cinta 3D para la producción en serie en empresas manufactureras".

En agosto de 2022, la tesis se envió al programa de grado WIM de Ingeniería y Gestión Industrial de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Düsseldorf. La tesis investiga la rentabilidad económica y la viabilidad de las impresoras 3D de cinta en comparación con las impresoras 3D cartesianas tradicionales FFF/FDM. Se realizó un cálculo de eficiencia económica para determinar la tasa de horas de la máquina utilizando cinco componentes de muestra a incorporar (un ángulo de motor, una carcasa, un conducto para cables, un anillo y una plantilla).

“Debido a la automatización asociada a ella, una impresora de cinta 3D puede reducir significativamente los costos de fabricación y competir con la tecnología de moldeo por inyección. Por lo tanto, para las pymes y los empresarios individuales, vale la pena utilizar la tecnología de impresión 3D en la producción por lotes. iFactory3D lleva la producción en serie automatizada a la fabricación aditiva”, afirmó Artur Steffen, director ejecutivo de iFactory3D.

¿Qué resultados se obtuvieron de la tesis?

La tesis encontró que los gastos variables de la impresora de cinta 3D (iFactory3D One Pro) eran más baratos en todos los casos en comparación con una impresora 3D FDM/FFF estándar (Ultimaker S3 / S5). Los cinco componentes de muestra se pueden desarrollar a un precio unitario más bajo empleando una impresora de cinta 3D. Debido al ángulo de impresión de 45°, la impresión de cinta 3D requiere un material mínimo y se pueden imprimir estructuras complejas sin necesidad de estructuras de soporte. La longitud libre del espacio de instalación es una ventaja adicional de la impresora de cinta 3D. Mientras que para imprimir los componentes se necesitaban dos modelos cartesianos, la impresora de cinta 3D era capaz de manejar todas las dimensiones de los componentes seleccionados y producir piezas en una sola pieza, sin parar. Dado que la impresora de cinta 3D puede funcionar durante semanas y producir de forma continua, se reducen los gastos adicionales de personal y las largas esperas, señala la tesis.

El alto ahorro por componente para una pieza más grande como el canal de cables se debe a que, a diferencia de la S3 o incluso de la S5 más grande de Ultimaker, con la One Pro se podían imprimir constantemente los 1,50 m necesarios en una sola pieza. Debido a que se utiliza una cinta transportadora en lugar de una plataforma de impresión rígida y, por lo tanto, limitada, no hay restricción en las dimensiones en el eje z. El canal para cables, en cambio, se dividió en ocho partes para el espacio de montaje del S3 y tuvo que imprimirse en dos tiradas, porque en el área de impresión solo caben cuatro a la vez. Como resultado, la S3 tarda un 66% más en imprimir. El necesario reinicio del proceso de impresión aumenta el coste de producción en horas de trabajo. En general, el costo unitario de la pieza más grande impresa en el S3 es aproximadamente 3,5 veces mayor que el de la impresora de cinta 3D One Pro.

Al generar grandes cantidades de pequeños componentes impresos en una impresora cartesiana, como un anillo (espaciador) o un ángulo del motor, los objetos deben retirarse manualmente de la plataforma de construcción después de 30 o 50 piezas impresas, respectivamente, cuando el panel de construcción esté a plena capacidad. . Con la impresora de cinta 3D en funcionamiento constante, este paso queda excluido, lo que ahorra costes de personal. Debido al ahorro de costos variables, One Pro siempre alcanza un nivel en el que los costos totales de producción son más bajos. Los costes fijos generales fueron aproximadamente un 9% más bajos con la Ultimaker S3, lo que cubre la pequeña diferencia de precios en los costes de adquisición. Sin embargo, debido a los menores gastos operativos (tanto de empleados como de electricidad) y al menor consumo de material, el uso de una impresora de cinta se amortiza tarde o temprano, dependiendo del componente, según el estudio.

Información técnica y diferenciación de costes entre las impresoras 3D empleadas.

¿Qué depara el futuro de la impresión 3D durante los próximos diez años?

¿Qué desafíos de ingeniería será necesario abordar en el sector de la fabricación aditiva en la próxima década?

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La imagen principal muestra la impresora 3D iFactory3D One Pro. Imagen vía iFactory3D.

Con experiencia en periodismo, Ada tiene un gran interés en la tecnología de vanguardia y su aplicación en el resto del mundo. Ada informa sobre aspectos de la impresión 3D que van desde la industria aeroespacial y automotriz hasta la médica y dental.