Qué es la fabricación digital?

Fabricación Digital - Últimamente se ha vuelto más común escuchar el término “fabricación digital”, pero en si, ¿en qué consiste? Cuando escuchamos “fabricación digital” inmediatamente se asocia a impresoras 3D, equipos de corte láser y las piezas que salgan de ellas. No obstante, estos equipos no lo son todo y forman parte de este concepto que va más allá de los que se ve. En esta ocasión se verá en general el significado de este término, así como un breve panorama general de este tema.

La fabricación digital

Concretamente, la fabricación digital es el conjunto de procesos integrados mediante los cuales se elabora un producto a partir del diseño y modelado del objeto en softwares CAD, el análisis del mismo en un programa CAE, la simulación del proceso de fabricación en paquetes CAM y la manufactura del producto por medio de algún equipo.

Los pasos de la fabricación digital

Una vez que se tiene el concepto del objeto, se han definido sus funciones y características y se cuenta con el boceto, la fabricación digital se inicia con el uso de programas con funciones concretas, por lo que se describirá brevemente cada uno de ellos en forma de secuencia.

1. Uso de softwares CAD -Computer-Aided Design- Los softwares CAD son usados para elaborar el diseño geométrico del objeto; dependiendo del paquete que esté usándose, pueden generarse modelos en 2D o en 3D. Una vez que se ha creado el modelo se puede modificar y mejorar, de ahí que sea muy útil, a la vez que es la base para el proceso de fabricación digital.
2. Uso de softwares CAE -Computer-Aided Engineering- Los softwares CAE se usan posteriormente a la obtención del modelo en un programa CAD y se emplean para el análisis de la pieza al simularla bajo ciertas condiciones que son establecidas en el programa; los parámetros más usados en las simulaciones son la fuerzas aplicadas, la temperatura, la presión y la interacción de la pieza con otras. Con dichas condiciones se puede tener un conocimiento previo acerca del comportamientoy desempeño de la pieza y, a partir de ello, se pueden sacar conclusiones acerca de modificarla o no y posteriormente pasar a la etapa de simulación de fabricación.

3. Uso de softwares CAM -Computer-Aided Manufacturing- Estos softwares se usan para la simulación del maquinado o elaboración de una pieza a partir de la selección y dimensiones del material, selección de herramientas de maquinado, velocidad de procesos y restricciones de fabricación. Algunos softwares no sólo se limitan a lo anterior, sino que también sirven para la asistencia de las líneas de producción y ensamblaje para tener un proceso más óptimo. Esta es la última parte antes de la fabricación física de la pieza y la penúltima del proceso de fabricación digital.

4. Este punto contempla el uso de las tecnologías de fabricación digital que en sí son los equipos con lo que se pueden elaborar las piezas tales como las máquinas de control numérico CNC -tornos, fresadoras, routers-, cortadoras láser, impresoras 3D y robots. En los softwares CAM se obtienen los archivos con las instrucciones que interpretarán los equipos para la fabricación de la pieza, los cuales son llamados “Código G”, los cuales son generados para ser interpretados por las máquinas CNC. Por otro lado, los equipos de corte láser cuentan con su software que funge como intermediario para interpretar los diseños vectorizados elaborados en el software CAD e igualmente las impresoras 3D también cuentan con sus propios softwares y éstos permiten importar directamente el modelo tridimensional generado en el software CAD.


Paradigmas diferentes del concepto

Lo anterior es lo que concretamente corresponde al concepto de fabricación digital. Sin embargo, las perspectivas del concepto en sí tienen diferencias si se ven desde una área con respecto a otra. La descripción anterior corresponde al concepto aplicado en la industria ya que este proceso nació a partir de ella, de las necesidades de hacer más eficientes los procesos, reducir los costos y vincular todas las etapas que envuelven al producto y no sólo desde el punto de vista de la manufactura, además de caracterizarse por el uso de CAE dado que el análisis de la pieza cobra mucha importancia y es una parte ineludible del proceso de fabricación de una pieza o un producto. Esta visión no sólo lo comparten las grandes industrias sino también las empresas pequeñas, centros de investigación, emprendedores, despachos de arquitectos, diseñadores insdustriales y grupos de personas que hacen uso de esta información, mientras que para el concepto maker, por tratarse de una tendencia más informal, toma los procesos de modelado y de fabricación saltando la fase de análisis de la pieza.


En cuanto a la obtención física del objeto, la fabricación digital en la industria es un elemento muy importante en el proceso de diseño del producto debido que, al permitir optimizar la información referente, también permite que un cambio en el diseño del producto no afecte severamente las tareas subsecuentes ni que un cambio en el proceso de fabricación afecte etapas previas. En el ámbito maker, la fabricación digital permite la elaboración de piezas que difícilmente pudieran obtenerse y, aunado a su informalidad, permite mucho más la experimentación y fabricación de prototipos gracias a la accesibilidad con la que se cuenta actualmente de los equipos, así como la existencia de softwares de diseño y modelado abiertos sin costo que ayudan a potenciar la creatividad y desarrollo de las personas. También la mayor parte de las piezas que se hacen en este ámbito es para satisfacer necesidad únicas e irrepetibles.


Este es sólo un vistazo de lo que involucra la fabricación digital. Con esta entrega se pretende mostrar su esencia pura y original y a la vez permitir ver sucintamente las tendencias en algunas áreas, que si bien tienen propósitos y modos diferentes, comparten características en común.


He aquí algunos enlaces revisados para esta entrega que puede resultar de interés:


http://www.cim-team.com.br/blog-de-ingenieria-electrica-moderna/cad-vs-cae-vs-cam-diferenciashttps://www.plm.automation.siemens.com/es_es/plm/digital-manufacturing.shtml

http://www19.iadb.org/intal/icom/data/Impresi%C3%B3n%203D%20y%20fabricaci%C3%B3n%20digital.pdf

 

Uriel Méndez

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