Fabricación digital
Los equipos de robótica pueden acortar el tiempo de lanzamiento usando plataformas de fabricación digital que conectan prototipado, validación, aprovisionamiento y producción en un único flujo de trabajo. A las empresas de robótica se les exige pasar del concepto a la producción cada vez más rápido, sin sacrificar fiabilidad ni rendimiento.1 La fabricación digital consiste en integrar tecnologías, herramientas y procesos digitales en las actividades de fabricación para mejorar la eficiencia, la flexibilidad y la productividad.7 La fabricación digital, también conocida como Industria 4.0, utiliza tecnologías informáticas para optimizar los procesos productivos en eficiencia, escalabilidad y agilidad.9
El gran reto es que el desarrollo de hardware robótico une sistemas mecánicos, electrónica y software, y cada iteración necesita validación física.6 Las empresas de robótica están dejando atrás modelos de proveedores fragmentados y buscan socios capaces de acompañar todo el ciclo de vida, desde los primeros prototipos hasta la producción.1 Por eso, muchos equipos recurren a servicios avanzados de prototipado rápido para aplicaciones de robótica que integran estas capacidades en un solo flujo de trabajo.1
Por qué la velocidad importa
Los equipos de robótica adoptan cada vez más plataformas de fabricación digital que cubren el desarrollo de producto de extremo a extremo y permiten escalar sin cambiar de proveedor a mitad del camino.1 Estas plataformas están transformando el prototipado y la producción al eliminar ineficiencias propias de los flujos de trabajo tradicionales.1 La fabricación digital usa software avanzado, análisis de datos, dispositivos conectados y trabajadores conectados para agilizar el diseño, la producción y el mantenimiento.7
El enfoque de plataforma es clave porque el objetivo de la fabricación digital es digitalizar todo el proceso de fabricación, desde el diseño hasta la producción, mediante software de simulación de manufactura.9 Los fabricantes pueden simular virtualmente todo el ciclo de vida del producto en una fábrica digital.9 La aplicación del gemelo digital en la fabricación inteligente puede reducir el tiempo de salida al mercado al diseñar y evaluar procesos de fabricación en entornos virtuales.5
Unificar el flujo de trabajo
El punto de partida práctico es sustituir traspasos desconectados por plataformas de fabricación que gestionen juntas la intención de diseño, la retroalimentación sobre fabricabilidad, el prototipado físico y la planificación de producción.1 Un modelo de fabricación integral tipo one-stop-shop puede acelerar el paso del diseño CAD a la pieza física y facilitar una ejecución rápida desde el prototipo hasta la producción.2 RapidAccu se describe con capacidades de fabricación que incluyen mecanizado CNC avanzado, moldeo por inyección, fabricación de chapa metálica y fundición a presión.2
Los equipos de robótica deberían priorizar socios capaces de fabricar geometrías complejas y mantener tolerancias estrictas cuando se necesitan componentes de alto rendimiento.2 RapidAccu afirma que los ingenieros requieren socios de fabricación capaces de entregar geometrías complejas con tolerancias estrictas.2 Ese mismo enfoque de fabricación destaca centros de fresado y torneado de 3-, 4- y 5-ejes de última generación, junto con prácticas rigurosas de aseguramiento de la calidad.2
Validar antes
Reducir el time-to-market en robótica con flujos digitales depende de validar antes, porque la iteración física suele ser un cuello de botella en el desarrollo robótico.6 El uso de gemelos digitales en fabricación inteligente permite a los equipos diseñar y evaluar procesos de fabricación en entornos virtuales.5 La fabricación digital crea un entorno interconectado donde máquinas, personas y procesos se comunican en tiempo real.7
La simulación resulta útil porque la fabricación digital puede simular virtualmente todo el ciclo de vida del producto en una fábrica digital.9 La evaluación virtual de procesos puede ayudar a los equipos a detectar problemas de fabricación antes de que las fases físicas de producción consuman tiempo.5 La tecnología de trabajadores conectados, la computación en la nube y la Inteligencia Artificial figuran como herramientas que respaldan la fabricación digital.7
Elegir procesos flexibles
El desarrollo de robótica suele beneficiarse de la flexibilidad de procesos, porque los equipos pueden necesitar piezas mecanizadas, piezas moldeadas, piezas de metal fabricadas, piezas de fundición a presión o piezas aditivas en distintas etapas.2 Las capacidades de fabricación de RapidAccu incluyen mecanizado CNC, moldeo por inyección, fabricación de chapa metálica y fundición a presión.2 La impresión 3D se describe como una herramienta para fabricar muchos tipos de objetos, aunque los plásticos FDM de escritorio no siempre son la primera opción para aplicaciones exigentes de motor.3
La fabricación aditiva avanzada también avanza hacia funciones de producción industrial en aplicaciones específicas.4 La visión declarada de Axtra3D era habilitar la producción de bajo volumen y tender un puente entre la fabricación tradicional y la fabricación aditiva.4 Una iniciativa de fabricación aditiva en titanio busca ayudar a industrializar la AM de titanio para grandes aeroestructuras fabricadas con tecnología Laser Metal Deposition with Wire.4
Reducir la carga manual
Reducir el time-to-market en trabajos de robótica no consiste solo en fabricar piezas más rápido; también depende de eliminar tareas manuales y monótonas de los procesos de fabricación.8 La Robotic Process Automation puede ahorrar tiempo y minimizar errores humanos en tareas de producción.8 La fabricación digital utiliza dispositivos conectados, análisis de datos y software avanzado para agilizar los procesos de producción y mantenimiento.7
La presión de costes también influye en la elección de plataforma, ya que RapidAccu afirma que los flujos de fabricación eficientes, la automatización avanzada y las economías de escala pueden reducir gastos generales y costes de procesamiento.2 La fabricación digital busca optimizar el diseño de producto y los procesos de fabricación, al tiempo que ayuda a reducir costes de producto y simplificar la cadena de suministro.9 Los responsables de fabricación en robótica están bajo presión para hacer más con menos recursos, ya que casi la mitad se describe como afectada por ese desafío.6
Cómo aplicarlo
Primero, los equipos de robótica deberían mapear cada ciclo de prototipo desde la liberación del CAD hasta la pieza física, porque un aprovisionamiento fragmentado puede añadir complejidad y ralentizar la iteración.1 Segundo, conviene seleccionar plataformas de fabricación que cubran el desarrollo de producto de extremo a extremo, porque escalar sin cambiar de socio a mitad del proceso se identifica como una razón para adoptarlas.1 Tercero, los equipos deberían usar entornos virtuales para diseñar y evaluar procesos de fabricación antes de comprometerse con construcciones físicas.5
Cuarto, cada componente debe asociarse al proceso de fabricación más adecuado disponible en la plataforma, porque el modelo integral citado incluye mecanizado CNC, moldeo por inyección, fabricación de chapa metálica y fundición a presión.2 Quinto, cuando sea posible, los equipos deberían conectar trabajadores, máquinas y procesos en tiempo real, porque la fabricación digital se describe como un entorno altamente interconectado.7 Sexto, deberían usar automatización para reducir el trabajo repetitivo de producción, porque la Robotic Process Automation se vincula con el ahorro de tiempo y la reducción de errores humanos.8
Qué conviene vigilar
La próxima ventaja competitiva para reducir el time-to-market en robótica con flujos digitales probablemente vendrá de una conexión más estrecha entre validación virtual, prototipado rápido y escalado de producción, porque las plataformas de fabricación digital ya respaldan el desarrollo de extremo a extremo y los gemelos digitales pueden reducir el tiempo de salida al mercado mediante evaluación virtual de procesos.15 La fabricación aditiva seguirá siendo un área clave a observar, porque las empresas están desarrollando puentes de producción de bajo volumen entre la fabricación tradicional y la aditiva.4 Los equipos de robótica también deberían seguir de cerca cómo las plataformas de fabricación digital combinan simulación, operaciones conectadas y automatización de fabricación, ya que esas capacidades se describen como parte de la fabricación digital o de la transformación manufacturera.789