Dispositivos e Acessórios:
Produção Mais Rentável
FERRAMENTAS DE PRODUÇÃO SEM NECESSIDADE DE USINAGEM
OFERECEM VALOR REAL PARA FABRICANTES COM A IMPRESSÃO 3D
A impressão 3D avançou além da prototipagem. O estado atual dos sistemas de impressão
3D, fornecedores de materiais e peças sob demanda, tornam os dispositivos e acessórios
impressos em 3D e outras aplicações de manufatura práticas e acessíveis aos fabricantes.
Os principais fabricantes são sábios em aproveitar as vantagens econômicas e eficiência
oferecidas por esta tecnologia, bem como as novas possibilidades disponíveis.
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NOVAS POSSIBILIDADES
Novas possibilidades surgem de novas capacidades. A capacidade de reduzirconsideravelmente os tempos de produção e os custos de componentes complexos, de baixo volume, frequentemente com aumento de funcionalidade, é decisiva.
O que está em jogo para os fabricantes são as perspectivas de melhora da eficiência operacional atual e redução de custos, bem como novas oportunidades de produtos e de mercado.
Em última análise, a impressão 3D pode permitir iniciativas estratégicas que mudem os modelos de produção e de negócios, e proporcionem
vantagens competitivas disruptivas.
Por trás do valor operacional da impressão 3D, estão novas formas de diminuir os riscos inerentes a manufatura tradicional:
• Risco de produto e produção devido a imperfeição no design das peças.
• Perda de oportunidades de fornecer novos produtos aos clientes devido a atrasos usando os processos tradicionais.
• Perda de oportunidades em inovar as peças e produtos usando novos recursos de desenho e de manufatura.
As organizações percebem que as oportunidades de curto prazo são reais, mas as implicações de não desenvolver eficiência com este novo recurso poderia ser ainda mais significativa.
MOLDES E ACESSÓRIOS: UM
VALIOSO PONTO DE PARTIDA
Como a impressão 3D cresce além dosprotótipos, os fabricantes estão encontrando um bem valioso na produção de moldes e acessórios. Moldes e acessórios impressos em 3D
normalmente produzem reduções de 40 a 90 por cento no tempo e de 70 a 90 por cento nos custos. Os principais objetivos da manufatura - melhora da qualidade, redução do tempo de ciclo e redução de custos - são as principais razões dos moldes e acessórios estarem tão onipresentes. Não importa se uma operação é totalmente automatizada ou totalmente manual: moldes e acessórios estão implantados em todas as operações da manufatura
Indo além dos moldes e acessórios, ferramentas de manufatura que servem como apoios operacionais ampliam ainda mais as
oportunidades. Vão desde caixas de organização e suportes de ferramentas para 5S (uma
metodologia de organização no local de trabalho) até modelos, guias e medidores. Incluem
sofisticados terminais robóticos-operadores (garras)
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Quando suportes usinados foram cotados em US$ 12.000 e sete dias, a Thermal Dynamics optou por fazê-los com FDM para economizar US$ 10.000 e vários dias.
e bandejas, caixas e separadores rudimentares para condução e transporte. Não importa o nome, descrição ou aplicação, apoios de manufatura aumentam o lucro e eficiência, enquanto mantêm a qualidade.
Como a FDM se Compara com os
Métodos Tradicionais para a
Thermal Dynamics?
ESTIMATIVA
DE CUSTO ESTIMATIVA DE TEMPO MÉTODO
Usinagem convencional e fabricação (6 suportes)
$12,000 7 Dias Manufatura Digital Direta
incluindo FDM (6 suportes) $2,040 4 Dias
ECONOMIA $9,960
(83%) 3 Dias(42%)
Mesmo que as ferramentas de fabricação, como moldes e acessórios, sejam comuns, muitas instalações de manufatura não utilizam essas ferramentas em sua plenitude: Produzi-las exige tempo, trabalho e dinheiro.
No entanto, a impressão 3D amplia recursos limitados. Ela fornece um método simples e automatizado, rápido e barato de fabricar peças e produtos personalizados
QUEBRANDO BARREIRAS
Substituir os métodos tradicionais de fazer moldes e acessórios pela impressão 3D reduz os seus custos e acelera a entrega. Isoladamente nestes termos, os sistemas de impressão 3D são justificados com retorno em curto prazo.
Mas isso ignora o maior impacto sobre o resultado: a impressão 3D diminui a limitação para justificar uma nova ferramenta. Ela faz isso através da simplificação do processo, reduzindo o custo e diminuindo o tempo de entrega. Isto permite-lhe abordar potencial necessidades não satisfeitas em todo o processo de produção.
Como o Processo FDM se
Compara aos Métodos
Alternativos na Thogus?
PEÇA/ FERRAMENTA FDM MÉTODO ALTERNATIVO End-of-arm robot $618 24 horas $10,000 4 semanas Steel plates $21/ 2 horas $200 2 semanasDispositivos e Acessórios:
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Com a impressão 3D você tem poder para:
• Melhorar o rendimento do processo; • Reduzir o nível dos estoques com a
produção sob demanda ao invés de estocar; • Realocar os funcionários qualificados de
forma mais produtiva; e
• Reduzir desperdiício e retrabalho.
EXEMPLOS PRÁTICOS
A Thogus Products é um moldador à injeção especializado em manufatura de baixo volume e materiais altamente sofisticados.
De acordo com Natalie Williams, Gerente de Qualidade da Thogus, “é muito mais fácil eu modelar um gabarito e imprimi-lo do que projetá-lo e trabalhar com uma oficina mecânica externa.”
Para a Thogus, a impressão 3D é simples e rápida. "Para um molde com 12 cavidades CMM, o prazo de entrega, se fosse terceirizado, seria de 7 a 10 dias. Eu o construí durante a noite [com a impressão 3D] ", diz Williams. Os fabricantes que utilizam impressoras 3D baseadas em FDM® e sistemas de produção 3D para criar ferramentas de manufatura personalizadas, muitas vezes experimentam redução do prazo de entrega de 40 a 90 por cento. Em muitos casos, moldes e acessórios são fabricados em apenas 15 minutos
A impressão 3D eleva o retorno sobre o
investimento, reduzindo o custo de um molde ou acessório. Normalmente, as empresas obtêm economias de 70 a 90 por cento quando comparado com moldes terceirizados que são usinados ou fabricados. A Thogus economizou 87 por cento no seu molde com 12 cavidades". A oficina mecânica terceirizada pediu US$ 1.500 para construir o molde. Eu fiz isso por menos de US$ 200 em materiais", diz Williams.
MELHORES DESENHOS,
MELHOR DESEMPENHO
A impressão 3D também aperfeiçoou o desempenho da ferramenta. Anteriormente, os desenhos de moldes e acessórios raramente evoluíam além do suficiente para fazer o trabalho. Devido ao custo e o esforço para redesenhá-los e remanufaturá-los, apenas ferramentas com defeitoDepartamento de moldes e acessórios da BMW usou o Sistema de Produção 3D da Fortus® para manufaturar as ferramentas de montagem.
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eram revisadas. Este pensamento do processo "bom o suficiente” pode ter adicionado alguns segundos em uma operação ou ter aumentado um pouco a taxa de desperdício, mas a economia pode não ter garantido um maior investimento na ferramenta.
A impressão 3D muda esse pensamento. O custo é tão baixo, que a ferramenta de manufatura de última geração pode estar pronta para serviço no dia seguinte. Uma ferramenta simples como esta exige pouco de tempo e iniciativa para
redesenhar. Enquanto um redesenho pode levar alguns segundos de uma operação de
montagem, esse acrescenta. Se o molde é usado para fazer 500 peças por dia por funcionário, um a dois segundos de economia reduz a mão de obra direta em 70 horas por pessoa por ano. Para a mesma peça, uma redução de um por cento em desperdício pouparia 1.250 peças por ano. Resultado: mais moldes e acessórios com desenho aperfeiçoado em serviço significa mais dinheiro no resultado da sua companhia.
IMPRIMA SOB DEMANDA
Pare de pensar em seus moldes, acessórios e outras ferramentas de manufatura como ativos. Em vez disso, pense neles como despesas e como se fossem descartáveis. Como ativos, moldes e acessório são estocados (inventariados) entre as utilizações. Eles permanecem no
inventário até que a linha de produtos seja descontinuada ou são utilizados além do reparo. Com o tempo, custo e esforço de construir ferramentas de manufatura através de métodos convencionais, eles ficam valiosos demais para serem descartados. Entretanto, esta abordagem carrega diversos custos indiretos. Existe o custo do espaço na prateleira (despesas de estoque), custo de gerenciamento e rastreio do inventário e custo de localizar um molde ou acessório, quando necessário. Para ferramentas usadas esporadicamente, estes custos podem ser bem significativos.
O oposto pode ser verdadeiro com a impressão 3D. Muitas vezes é preciso mais recursos para inventariar moldes e acessórios do que para refazê-los. Assim, as empresas adotam uma abordagem de gestão chamada armazenagem digital, onde apenas o arquivo digital é considerado no inventário. Pode parecer impensável se desfazer de uma ferramenta de manufatura perfeitamente boa, mas para aquelas com o uso esporádico, esta abordagem reduz custo e trabalho. Agora as empresas constroem um molde quando necessário e então armazena digitalmente seu desenho para futuros usos.
Como a FDM se compara
à usinagem CNC
tradicional na BMW?
ESTIMATIVADE CUSTO ESTIMATIVA DE TEMPO MÉTODO
Usinagem CNC
Tradicional (Alumínio) $420 18 dias Sistema Fortus (Termoplástico
ABS-M30™)
$176 1.5 dias
ECONOMIA $244
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Esta abordagem de impressão sob demanda também é útil quando uma substituição é necessária para uma ferramenta de fabricação quebrada ou quando é necessária uma duplicação de ferramentas para aumentar a produção para atender a um aumento inesperado nas vendas. Além disso, os
fornecedores de peças sob demanda oferecem um método de serviço assistido de baixo custo, simples para iniciantes na impressão 3D. Esses fornecedores trazem experiência, flexibilidade e serviços de acabamento que aceleram os resultados. Organizações com sistemas internos que apresentam limitações de capacidade ou projetos que requerem materiais especiais, também se beneficiam de peças sob demanda impressas em 3D.
A Oreck utiliza um molde durante a montagem de seus aspiradores de pó. Aqui, uma capa superior do aspirador é colocada sobre a paleta de ponta cabeça.
Como a FDM foi Comparada aos
Métodos Tradicionais para a
Oreck?
MÉTODO FERRAMENTA DEPRODUÇÃO CUSTO
TEMPO DE PRODUÇÃO DA FERRAMENTA CMC Tradicional 1 dia $250 30 dia Usinagem FDM 3.5 Horas $55 1 dia ECONOMIA 3.5 dias $195 (78%) 29 dia(97%)
Um operador na Xerox alterou 350 conectores em cerca de uma hora nesta prensa de alavanca articulada.
.
Como a FDM se compara aos
métodos tradicionais de usinagem
para a Xerox?
Custo TEMPO DE
MÉTODO (PARA 350 PEÇAS)
Construção manual $7,200 120 horas Perfuração com matrizes de aço
para corte $11,450 200 horas Perfuração com usinagem FDM $268 5.5 horas
ECONOMIAS $11,182
(98%) 194.5 hrs (97%)
CONCLUSÃO
A impressão 3D pode levar a grandes mudanças que maximizam os lucros, eliminado todos os segundos e centavos desperdiçados no processo de manufatura. Em vez de substituir os métodos de manufatura tradicionais, ela deve ser vista como uma tecnologia complementar, que acrescenta valor e abre novas possibilidades. Economias no chão de fábrica e na produção de moldes e acessórios serão substanciais.
Se você tem um arquivo CAD 3D e acesso a um sistema de impressão 3D, você está pronto para iniciar a fabricação das ferramentas de manufatura com apenas 15 minutos de trabalho prático. Combine a simplicidade com a redução do tempo e custos regulares de 40 a 90 por cento, e entenda porque a impressão 3D estimula as empresas a fazerem moldes, acessórios e outras ferramentas de manufatura como nunca. Talvez o mais importante, começar agora com moldes, acessórios e outras ferramentas, coloque você e sua equipe de manufatura no caminho para repensar o seu processo de produção e até mesmo o modelo de negócio.
FALE CONOSCO +55 11 2626-9229
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