Cuando la escalabilidad depende de la coherencia
Shapeways avanza en la producción de drones
Shapeways fabrica un enjambre de drones con su nueva plataforma de polímeros antes de su lanzamiento al mercado
Fabricar un dron que funcione correctamente es todo un reto. Crear un sistema de fabricación capaz de producir cientos de drones que deban comportarse de forma coherente como parte de una misma flota sincronizada es algo muy diferente. Ese es el reto que Shapeways está abordando con la próxima generación de la tecnología de polímeros EOS. Antes del lanzamiento oficial de la plataforma, Shapeways está evaluando el nuevo sistema EOS para componentes de PA12 utilizados en drones destinados a espectáculos de luces aéreos a gran escala. Esta aplicación supone un entorno real muy exigente en el que la repetibilidad, la estabilidad del proceso y la productividad tienen un impacto directo en la capacidad de escalar la producción.
Para Shapeways, el proyecto refleja además un cambio más amplio en el sector de la fabricación. Las empresas que desarrollan hardware de última generación necesitan, cada vez más, pasar con mayor rapidez de la fase de desarrollo a la producción industrial, al tiempo que conservan la flexibilidad necesaria para mejorar sus productos, gestionar los cambios en los volúmenes de producción y evitar comprometerse demasiado pronto con procesos de fabricación rígidos.
Con sede en Eindhoven (Países Bajos), en el corazón de la región de Brainport y su ecosistema de hardware, Shapeways colabora con empresas para industrializar y ampliar la escala del hardware de última generación. Su modelo de fabricación aúna tecnologías de producción, flujos de trabajo digitales, experiencia en procesos, posprocesamiento y control de calidad para crear el sistema de fabricación necesario para llevar los productos desde la fase de desarrollo hasta una producción repetible. La tecnología SLS de EOS es una parte fundamental de ese sistema.
Cuando la uniformidad en la fabricación se traduce en el rendimiento de la máquina
Los espectáculos de luces con drones plantean un reto de fabricación inusual, ya que cada dron no opera de forma independiente. Cientos de unidades individuales vuelan juntas, siguiendo trayectorias de vuelo coordinadas con una alta precisión posicional y respondiendo a las mismas órdenes de control. A medida que la flota crece, las pequeñas variaciones entre los componentes pueden cobrar cada vez más importancia. Las diferencias en la geometría, las propiedades mecánicas o el peso pueden influir en el comportamiento de un dron concreto en el aire. Cuando cientos de drones deben mantener posiciones precisas entre sí, la consistencia del proceso de fabricación está directamente relacionada con el rendimiento del sistema en su conjunto.
«El reto no consiste en fabricar un solo dron que funcione», explica Jules Witte, director de operaciones de Shapeways. «El reto consiste en fabricar cientos de drones que se comporten de forma idéntica en el aire. Ese nivel de consistencia es lo que, en última instancia, permite que los enjambres sincronizados de drones puedan ampliarse». Para Shapeways, esto convierte a esta aplicación en un ejemplo especialmente relevante de fabricación aditiva industrial. La escalabilidad no consiste simplemente en aumentar la producción. Se trata de establecer un proceso de fabricación capaz de mantener unas características y una calidad predecibles a medida que aumentan los volúmenes de producción.
Crear una vía más directa entre el desarrollo y la producción
El hardware de última generación rara vez sigue un camino sencillo desde el prototipo hasta la producción en serie. Los productos evolucionan a medida que se someten a pruebas. Los diseños cambian a medida que los ingenieros aprenden del rendimiento en el mundo real. Los volúmenes de producción aumentan gradualmente, y las empresas necesitan flexibilidad para adaptarse sin tener que reiniciar el proceso de fabricación cada vez que cambia el hardware. El sinterizado selectivo por láser (SLS) ofrece una ventaja importante en este contexto, ya que permite fabricar componentes poliméricos complejos sin necesidad de utillaje específico. Los cambios de diseño pueden introducirse a través del modelo digital, lo que permite que el proceso de fabricación evolucione al mismo tiempo que el producto. En mercados dinámicos como el de los drones y los UAV, esto facilita una transición más fluida entre el desarrollo, la validación y la producción.
En lugar de considerar la creación de prototipos y la fabricación como etapas separadas, Shapeways utiliza la fabricación digital para establecer procesos de producción que puedan madurar al mismo tiempo que la aplicación. Los clientes pueden validar diseños, fabricar series de producción iniciales y aumentar los volúmenes sin que ello implique necesariamente un cambio en la tecnología de fabricación ni una inversión importante en utillaje. Esta flexibilidad es fundamental en el enfoque de Shapeways respecto a la industrialización del hardware de próxima generación: seleccionar y desarrollar el proceso de fabricación en función de los requisitos del producto, al tiempo que se traza una ruta clara hacia una producción repetible a medida que crece la demanda.
La repetibilidad como base para la escalabilidad
En el caso de los enjambres sincronizados de drones, la repetibilidad no es simplemente un indicador de calidad, sino que garantiza un comportamiento predecible en toda la flota. La nueva plataforma de polímeros responde a este requisito mediante una combinación de gran volumen de fabricación, rendimiento probado del proceso y un rendimiento significativamente mayor. En la aplicación de los drones, se logró una mejora de la productividad del 40 % en comparación con el sistema anterior. Al mismo tiempo, el tiempo de fabricación por componente se redujo de unos 8 a 6 minutos. Esto permite a Shapeways aumentar la capacidad al tiempo que mantiene la repetibilidad necesaria para el funcionamiento sincronizado de los enjambres. Esta combinación de productividad y consistencia es un factor clave para ampliar las flotas de drones y satisfacer la demanda futura.
Para Shapeways, este mismo principio se extiende a la amplia gama de hardware de última generación con el que es compatible. Un proceso de industrialización sólido debe combinar la libertad de diseño con la estabilidad del proceso y los controles de calidad necesarios para llevar una aplicación a la fase de producción con total confianza. Esta flexibilidad complementa las mejoras de productividad de la plataforma y permite una producción escalable que se adapta a los diversos requisitos de los clientes. Jules Witte afirma: «La tecnología de EOS es un elemento clave de nuestra capacidad para ofrecer piezas de nailon duraderas y aptas para la producción a escala industrial. La combinación de sistemas industriales fiables, resultados repetibles y una capacidad de fabricación flexible da respuesta a la amplia gama de aplicaciones que nos plantean nuestros clientes».
La industrialización de la próxima generación de hardware
El proyecto de los drones refleja un cambio más amplio en el papel de la fabricación aditiva. El reto ya no consiste simplemente en demostrar que se puede fabricar con éxito un componente complejo, sino en establecer un proceso de fabricación capaz de ofrecer el mismo rendimiento de forma repetida, eficiente y en los volúmenes necesarios a medida que una aplicación avanza hacia la producción industrial. En las flotas de drones sincronizadas, este requisito cobra especial relevancia. A medida que la producción pasa de un número limitado de unidades a cientos de drones, la uniformidad en la geometría, el peso y el rendimiento mecánico se vuelve fundamental para el comportamiento del sistema en su conjunto, lo que significa que no basta con aumentar la producción; el propio proceso de fabricación debe ser capaz de ampliarse sin introducir variaciones que puedan afectar al rendimiento.
Aquí es donde Shapeways desempeña un papel que va más allá de facilitar el acceso a la fabricación aditiva. La empresa colabora con los clientes para industrializar hardware de última generación, combinando tecnología de producción, desarrollo de procesos, control de calidad, flujos de trabajo digitales y capacidad de fabricación escalable en un sistema de producción capaz de evolucionar junto con el producto. La tecnología de EOS constituye una parte fundamental de ese sistema. Sus plataformas industriales SLS proporcionan la estabilidad de proceso, la repetibilidad y la productividad necesarias para que Shapeways lleve las aplicaciones más allá de la fase de desarrollo y establezca una vía fiable hacia la producción de volúmenes bajos y medios.
«A medida que los clientes pasan de los programas de desarrollo a volúmenes de producción más elevados, necesitan socios de fabricación que puedan adaptarse a su crecimiento», afirma Witte. «La combinación de una calidad constante y una mayor productividad sienta las bases para aprovechar esas oportunidades». Para Shapeways, evaluar la próxima generación de tecnología de polímeros de EOS va, por lo tanto, más allá de aumentar la productividad de las máquinas. Se trata de reforzar el sistema de fabricación que sustenta el hardware de próxima generación y de crear la capacidad de proceso, la repetibilidad y la capacidad de producción necesarias para industrializar nuevas aplicaciones y ampliarlas a medida que crece la demanda de los clientes.
Drones para espectáculos de luces
Resumen de los resultados:
- Un aumento del 40 % en la productividad en comparación con el sistema anterior
- El tiempo de fabricación por pieza se ha reducido de 8:45 a 6:14 min.
- Producción escalable y repetible de piezas duraderas de PA12 para enjambres sincronizados de drones
- Peso y geometría idénticos de las piezas para un comportamiento de vuelo predecible
- Calidad de producción uniforme en todo el volumen de impresión
- Flexibilidad sin necesidad de utillaje, desde el prototipo hasta la producción para uso final
- Fabricación bajo demanda gracias a los inventarios digitales
Breve perfil de la empresa Shapeways
Shapeways es un socio de fabricación digital especializado en hardware de última generación para robótica, drones, tecnología médica, electrónica, defensa y equipamiento industrial. Al combinar tecnologías de fabricación avanzadas con un enfoque flexible y «llave en mano», Shapeways permite una transición fluida desde la creación de prototipos hasta la producción a gran escala sin necesidad de utillaje.
Más información: https://shapeways.com
