La elección entre mecanizado CNC e impresión 3D representa un dilema para los equipos de desarrollo, lo que puede derivar en costosos errores. El enfoque tradicional se ve limitado por la falta de datos, lo que conlleva sobrecostes y retrasos en los proyectos. El próximo informe explicará cómo superar la barrera de la experiencia para una toma de decisiones más informada.
La solución a este dilema reside en utilizar el análisis de datos para identificar los verdaderos factores que influyen en los costos . Por lo tanto, la relevancia de nuestro enfoque, que consiste en identificar el costo total de propiedad y no el costo por unidad para establecer guías de decisión en la elección entre máquinas CNC e impresión 3D, puede considerarse una contribución positiva para lograr ahorros de costos.

Mecanizado CNC vs. Impresión 3D: Guía de referencia rápida
| Aspecto | Mecanizado CNC | Impresión 3D (Fabricación Aditiva) |
| Principio fundamental | Sustractivo: Corta material de un bloque sólido. | Aditivo: Construye piezas añadiendo material capa por capa. |
| Volumen ideal | Producción de volumen alto a medio; más adecuada para la producción por lotes. | Producción de bajo volumen ; prototipos; piezas a medida. |
| Gama de materiales | Metal, plástico/resina/polímeros/compuestos . Excelentes propiedades de los materiales. | Cada vez más: Los consultores trabajan principalmente con plásticos, resinas y metales. Las propiedades del material pueden ser anisotrópicas. |
| Complejidad geométrica | Es bueno, pero el acceso a las herramientas lo limita. Las funciones internas presentan dificultades. | Excelente. Permite descubrir formas orgánicas complejas (estructuras reticulares, canales internos). |
| Tiempo de preparación y entrega | Mayor tiempo de configuración y programación. Ciclo de producción por pieza más rápido a gran volumen. | Configuración mínima. El plazo de entrega es independiente del número de piezas; ideal para una rápida rotación de componentes. |
| Factores que influyen en los costos | Alto costo del equipo. Desperdicio de material en la sustracción. La configuración requiere mucha mano de obra. | Vinculado al volumen de material y al tiempo de impresión. Menos desperdicio. Mayor costo de material por pieza. |
| Precisión y acabado | Excelente: Alta precisión, excelente acabado superficial. | Bueno: La precisión dimensional depende de la tecnología . Puede requerir procesamiento posterior a la producción para un buen acabado. |
| Fortaleza clave | Mayor precisión, robustez y capacidad de escalabilidad para diseños probados. | Amplia libertad de diseño para iterar a través de diseños o geometrías personalizadas. |
| ¿Cuándo elegir? | Piezas de producción final, aplicaciones de alto rendimiento , tolerancias estrictas, lotes de producción de mayor tamaño. | Prototipos, diseños complejos/ligeros, piezas personalizadas/de bajo volumen, conjuntos integrados. |
El costoso dilema de la selección de procesos se ha resuelto al ir más allá del costo unitario del proceso y analizar el costo total de propiedad. De esta manera, el marco facilita el cálculo de las ventajas y desventajas tanto para el proceso CNC como para el proceso de impresión 3D , lo que contribuirá a maximizar la reducción del costo total de propiedad en un 25-40% en los costos de desarrollo.
¿Por qué confiar en esta guía? Experiencia práctica de expertos de LS Manufacturing.
En internet se pueden encontrar numerosos artículos sobre la teoría del mecanizado CNC y la impresión 3D. Lo que hace que este artículo valga la pena leerlo es que está escrito desde la perspectiva de LS Manufacturing, una empresa con más de 15 años de experiencia en el sector. LS Manufacturing lleva más de 15 años luchando contra los desafíos que plantea el proceso de mecanizado y su impacto en el coste de producción.
Nuestro taller opera bajo los rigurosos sistemas de gestión de calidad ISO 9001 y el Grupo Internacional de Calidad Aeroespacial (IAQG) . Nuestra verdadera experiencia se ha adquirido con gran esfuerzo en el propio proceso de trabajo. Somos conscientes de las diferencias entre ambos, pero precisamente este conocimiento nos permite determinar si se trata de una pieza de aeronave procesada con la calidad superficial ideal en máquinas CNC o de la autenticidad de prototipos impresos en 3D .
Todas las sugerencias que se presentan a continuación son fruto de un gran esfuerzo. Hemos aprendido cuáles son los parámetros de la impresión 3D, qué valores proporcionan la máxima resistencia para las piezas finales y cómo modificar el método CNC para procesar eficazmente aleaciones de alta temperatura. A continuación, encontrará un resumen de todo nuestro conocimiento sobre más de 50 000 piezas personalizadas, que le ayudará a evitar costosos errores al decidir entre el mecanizado CNC y la impresión 3D .

Figura 1: Comparación y evaluación de costos de diferentes métodos de producción por LS Manufacturing
¿Cuáles son las diferencias en la estructura de costes entre el mecanizado CNC y la impresión 3D?
Por lo tanto, la elección correcta del proceso no puede realizarse sin un análisis detallado de los factores que influyen en los costos. Este documento permite analizar tanto el costo del mecanizado CNC como el de la impresión 3D , facilitando así un análisis objetivo de los costos de fabricación.
| Componente de costo | Mecanizado CNC | Impresión 3D |
| Conductor principal | El peso del lingote de materia prima es el factor más determinante, ya que representa entre el 40% y el 60% del coste total. | El material de materia prima especializado es el principal costo, representando entre el 50 y el 70% . El material de materia prima especializado es el principal costo, representando entre el 50 y el 70% . |
| Conductor secundario | El tiempo de máquina y la mano de obra son un componente importante del costo que contribuye entre un 25% y un 35% . | La amortización de equipos y sistemas representa un coste del 20% al 30%. |
| Factor variable clave | El desgaste de las herramientas y los consumibles representan entre un 10 y un 15 % del gasto total. | El trabajo de postprocesamiento para la eliminación de soportes y el acabado de la superficie añade un coste variable. |
| Tamaño de lote económico | Resulta ventajoso para piezas de aluminio genéricas en pedidos superiores a 500 unidades. | Sigue siendo una opción favorable para la creación de prototipos y piezas complejas, así como para pedidos de menos de 500 unidades . |
| Diferencial de costo por volumen | Cuando se trata de más de 1000 piezas , puede proporcionar aproximadamente el 35 % de una geometría cualificada a un coste menor por pieza. | El coste de la pieza será más o menos el mismo, lo que significa que en este caso no habrá economías de escala. |
En lo que respecta al costo del mecanizado CNC , lo ideal es la producción en volumen. Sin embargo, la impresión 3D sería la opción más óptima para volúmenes de producción bajos y complejos. Para un análisis de costos de fabricación efectivo, primero calcule los costos para su lote específico. Si su volumen supera las 500 unidades, debe realizar un análisis comparativo del costo total de propiedad (TCO) , y en este caso, el mecanizado CNC sería la opción más óptima.
¿Cómo seleccionar científicamente el proceso de fabricación óptimo en función del tamaño del lote?
Para tomar una decisión bien fundamentada sobre qué proceso de producción resultará más eficaz en la situación empresarial actual, es necesario utilizar estrategias basadas en datos y no reglas empíricas. Los datos proporcionados para tomar una decisión sistemática sobre la elección de la producción a gran escala son los siguientes:
Establecimiento del marco de evaluación multifactorial
Analizaremos la simplificación de la elección considerando simultáneamente tres variables: el tamaño del lote, la complejidad de la pieza y el plazo de entrega requerido. Por ejemplo, en un escenario de volumen similar, el soporte simple y el soporte del motor, basados en la topología, tendrán diferentes ventajas económicas. Una matriz proporcionará valores ponderados para las variables, eliminando así las opiniones y permitiendo, en su lugar, un análisis de costos de fabricación .
Cuantificación del umbral del tamaño del lote primario
Se han utilizado más de 125 proyectos para el desarrollo de la primera regla general. Se estima que el punto de inflexión en la expectativa de costos para el servicio de impresión 3D y el servicio de mecanizado CNC para componentes geométricos simples tiene valores entre 80 y 100 piezas . Esto se debe a que el alto costo inicial de programación y configuración del CNC se amortiza rápidamente, mientras que los costos de la fabricación aditiva siguen siendo en gran medida lineales con el número de piezas, lo que la convierte en la opción menos eficiente para la producción en alto volumen .
Adaptación a la complejidad: El punto crítico secundario
En esta etapa, las piezas geométricamente complejas que contienen conductos internos y entramados biológicos cobran relevancia. En estos casos, si bien la competitividad histórica en costos basada en la producción CNC disminuiría debido a que los problemas asociados con el mecanizado aumentan el tiempo de procesamiento, estos efectos se vuelven menos influyentes debido a la libertad geométrica que ofrece la impresión 3D , lo que obstaculiza el costoso mecanizado CNC multieje y facilita la transición al servicio de mecanizado CNC en los estudios de caso, lo que lleva a valores de transición entre 200 y 300 unidades .
Al utilizar este enfoque, el primer paso consiste en asignar niveles de complejidad al componente durante su diseño, en función del lote objetivo. Las unidades de asignación para aplicar este enfoque en los componentes menos complejos oscilan entre 80 y 100, mientras que para los diseños complejos se utilizan unidades de entre 200 y 300 .
¿Cómo se puede comparar cuantitativamente la rentabilidad de diferentes materiales en ambos procesos?
El costo de los materiales es un factor importante a la hora de seleccionar el proceso de fabricación ; sin embargo, las cifras absolutas pueden resultar muy engañosas si se analizan fuera de contexto. En este trabajo se cuantifica la comparación económica, expresada en cifras, del costo de la impresión 3D con polvos especializados frente al costo del mecanizado CNC con materiales a granel, lo que proporciona la información necesaria para realizar una comparación realista.
| Factor | Mecanizado CNC | Impresión 3D |
| Costo de la materia prima | Las barras y placas de material a granel cuestan menos: por ejemplo, ~$8/kg para 316L . | Las materias primas especializadas en polvo y resina son mucho más costosas: por ejemplo, ~$120/kg para 316L . |
| Utilización eficaz | Tradicionalmente, la utilización del material es del 40-60% , desperdiciándose grandes cantidades de material en los procesos sustractivos. | Prácticamente se aprovecha al 100% el material suministrado, además de minimizarse el desperdicio de la estructura de soporte. |
| Palanca clave de optimización | El anidamiento estratégico y la programación CAM altamente optimizada podrían aumentar el nivel de utilización hasta un 85% , y el coste del proceso de mecanizado CNC podría disminuir en un orden de magnitud. | La optimización de costes se centra principalmente en maximizar la utilización del volumen de la cámara de construcción y reducir la cantidad de estructuras de soporte. |
| Umbral económico de lote | Al analizar el caso de un artículo fabricado con material 316L, el mecanizado CNC óptimo resulta más económico que la impresión 3D cuando el volumen de producción supera las 150 unidades . | Conserva su ventaja para volúmenes muy bajos ( <50 ) y geometrías altamente complejas donde el desperdicio de CNC es prohibitivo. |
| Impacto en el costo total | Tras la optimización, el coste del mecanizado CNC para lotes superiores a 150 unidades puede ser hasta un 42 % inferior al de la alternativa de fabricación aditiva. | No hay mucha diferencia en cuanto al coste por pieza, y para formas simples, la escalabilidad no es posible. |
Al buscar la selección óptima del proceso de fabricación , se debe definir el valor del costo efectivo del material por pieza, que, para el mecanizado CNC, sería ( Costo del material base / Tasa de utilización ) en contraste con ( Peso del polvo * Costo del polvo ) para la impresión 3D . Para volúmenes superiores a 150 unidades, se debe priorizar el uso de CNC para producir las piezas, junto con un anidamiento avanzado para maximizar la tasa de utilización.

Figura 2: Evaluación de costos para piezas de precisión producidas mediante mecanizado CNC por LS Manufacturing.
¿Cómo afecta la complejidad de las piezas a la economía de la selección de procesos?
Las razones del cambio radican en la complejidad de las piezas, y su efecto revierte el típico desglose observado en los modelos de costos para el mecanizado CNC frente a la impresión 3D . La incorporación de canales internos, celosías o formas orgánicas a las piezas geométricas lleva a que los análisis típicos realizados por la porción o el volumen sean una coincidencia correcta para la selección de un proceso de fabricación subóptimo. Así es como se puede aplicar un valor económico a la complejidad para denotar
Definición y cuantificación de la complejidad en los modelos de costes
- Cómo lo cuantificamos: En lugar de utilizar una métrica subjetiva, medimos la complejidad de una operación CNC en función del acceso al equipo, el procesamiento secundario y los dispositivos de fijación especiales de una máquina CNC .
- Aplicación práctica: En el caso del molde refrigerado conformado, el impacto fue que el mecanizado CNC tuvo que realizarse en 5 configuraciones, mientras que la impresión 3D requirió una sola configuración, lo que valida la suposición de que habría una reducción del 60 % en el costo y el tiempo se redujo de 3 semanas a 5 días .
Aprovechamiento de los principios del diseño para la fabricación aditiva (DfAM)
- Cómo integramos DfAM: La optimización topológica no se considera un paso intermedio; se fusiona con el análisis de la fabricabilidad para consolidar los ensamblajes.
- Resultado obtenido: En el contexto de un dispositivo médico , esta técnica permitió la creación de una pieza optimizada que resultó un 40 % más ligera y un 35 % más económica de producir que el conjunto complejo original realizado con una máquina CNC.
Cálculo del punto de equilibrio ajustado a la complejidad
- Cómo modelamos el cambio: Modificamos el cálculo del punto de equilibrio basado en el volumen para tener en cuenta la complejidad, añadiendo un factor de complejidad que aumenta los costes de la tecnología CNC.
- Toma de decisiones basada en datos: Esto significa que, a medida que las piezas se vuelven cada vez más complejas internamente, podría existir otro punto de inflexión económico, superior a las 300 unidades, para el cambio de la impresión 3D al mecanizado, en lugar de las 100 unidades actuales . Esto representa un cambio radical en la selección del proceso de fabricación .
Para este objetivo específico, debe determinar la penalización por complejidad de su pieza. Suponiendo que su pieza tenga penalizaciones por complejidad, su nuevo objetivo será priorizar el servicio de impresión 3D para la creación de prototipos o para la primera pieza. Al seleccionar el proceso de fabricación final, utilizará su nuevo método de análisis del punto de equilibrio, en lugar del método convencional para el volumen. Esto le brindará la precisión necesaria para la compra de sus valiosas piezas.
¿Cuáles son los principales impactos de los requisitos de precisión en la selección de procesos?
Al comparar el servicio de mecanizado CNC con el de impresión 3D , existen requisitos de tolerancia que podrían entrar en conflicto con los costos. Es posible llegar a un punto en el que ya no resulte rentable mecanizar con un alto nivel de tolerancia si no se cumplen las especificaciones de funcionalidad del proceso aditivo, tal como se describe en el siguiente documento:
Mapeo de tolerancias críticas a la capacidad del proceso
Evaluamos estos criterios en una matriz de viabilidad. Los criterios también son específicos del proceso. Se derivan de los requisitos del plano. Pueden incluir una tolerancia de ±0,025 mm , que es un criterio indicador en el servicio de mecanizado CNC, pero irrelevante en el servicio de impresión 3D ( ±0,2 mm ). Esto podría hacerse en términos de dimensiones críticas y no críticas.
Cuantificación del coste real del posprocesamiento para lograr precisión
Nuestro enfoque modela los procesos auxiliares necesarios para que las piezas impresas en 3D obtengan acabados superficiales con calidad CNC, abordando así el problema del coste oculto. Para acabados superficiales Ra de 0,8 μm , proporcionamos cálculos sobre el tiempo y los costes adicionales que supone el mecanizado de una pieza impresa en 3D con forma casi final en comparación con el mecanizado a partir de un material sólido, e incorporamos este cálculo al análisis del coste total de fabricación .
Implementar la fabricación híbrida como solución estratégica
Según sea necesario, utilizamos la impresión 3D para crear formas complejas casi definitivas que ahorran material y que luego se pueden terminar con precisión mediante mecanizado CNC . Esta técnica también ayudó a nuestro cliente a ahorrar un 25 % en el costo total, minimizando el desperdicio de material en el mecanizado CNC y el posprocesamiento de la pieza fabricada mediante impresión 3D.
Para ello, es necesario realizar una auditoría del plano del componente con el fin de identificar las tolerancias universales y las tolerancias locales críticas. Para productos que presenten tolerancias universales y críticas, se puede crear un plan de fabricación híbrido para la producción de prototipos , combinando la impresión 3D para el componente complejo con el mecanizado CNC para los componentes funcionales. La metodología empleada en la RFA se centra en la precisión, priorizando la tecnología para optimizar los costos y el rendimiento crítico.
¿Cómo optimizar la selección de procesos cuando los plazos de entrega son ajustados?
Los plazos de entrega, por su naturaleza urgente, socavan todos los criterios convencionales para la elección de procesos, donde se prioriza el costo sobre la velocidad. Existe una estrategia para abordar proyectos con plazos ajustados y así garantizar los mejores resultados al trabajar bajo presión:
Selección de procesos estratégicos basada en los hitos del proyecto
Detallamos el tiempo necesario para alinear cada etapa con su flujo de proceso óptimo. Para la creación de prototipos para validación en 1-3 días , utilizaremos el servicio de impresión 3D . Para prototipos funcionales y una comercialización más rápida, pero sin comprometernos con un solo proceso demasiado pronto, utilizaremos el servicio de mecanizado CNC una vez finalizado el diseño.
Implementación de procesamiento paralelo para comprimir los plazos de entrega.
Para mitigar la dificultad que supone la necesidad de gestionar los cuellos de botella en la secuencia, realizamos las actividades críticas de forma concurrente. Mientras un servicio de mecanizado CNC programa la última pasada, otra tarea puede incluir la fabricación de la herramienta puente y el ensamblaje de los accesorios para el servicio de impresión 3D . Este método permitió reducir el tiempo de entrega en al menos un 30 % para el pedido urgente de 50 piezas .
Aprovechamiento del inventario digital para componentes críticos
Dado que se trata de pedidos urgentes y recurrentes, preordenamos y mantenemos un stock de las materias primas y componentes estándar de uso frecuente. Por lo tanto, un servicio de mecanizado CNC no requiere esperar de 2 a 3 días para la adquisición de materiales y, en consecuencia, puede ser una opción viable incluso en producciones de alto volumen , ya que solo queda el mecanizado de características específicas.
Para actuar, el cronograma debe ajustarse al nivel de finalización: aplicar la impresión 3D antes de las 72 horas para los primeros productos, y luego el mecanizado CNC una vez superados los 20 productos . La interacción con los proveedores debe realizarse lo antes posible para planificar la ejecución en paralelo. Esto permite una ejecución ágil y competitiva.

Figura 3: Proceso de impresión 3D en acción para la selección de fabricación por LS Manufacturing
¿Cómo equilibrar costes y rendimiento mediante la fabricación híbrida?
La cuestión estratégica de si utilizar mecanizado CNC o impresión 3D es uno de esos falsos dilemas binarios. La fabricación híbrida resuelve este problema, ya que implica la integración estratégica de ambos procesos en un único componente para producir algo de valor que ninguno podría generar por sí solo. El documento presenta la justificación de la selección de procesos de fabricación integrados:
Descomponiendo el componente para la asignación de procesos estratégicos.
- Cómo analizamos la pieza: Se realiza una descomposición geométrica y funcional para determinar las regiones de aplicabilidad de cada uno de los tipos de tecnologías.
- Aplicación práctica: Canales de refrigeración conformados en un molde de alta gama para impresión 3D , teniendo en cuenta las superficies críticas de sellado y montaje para el mecanizado CNC de precisión. Esta técnica híbrida permitió reducir el coste de producción en un 40 % .
Diseñar para la fabricación híbrida desde el principio
- Cómo implementamos DfAM y DFM simultáneamente: La forma casi final se diseña con DfAM para impresión 3D , con puntos de referencia y exceso de material en áreas de interfaz críticas.
- Resultado obtenido: Proporcionará la geometría necesaria para el mecanizado CNC posterior para lograr las tolerancias de ±0,025 mm para un sello hermético, además de las propiedades del material para un valor de acabado superficial Ra 0,8 μm .
Validación cuantitativa de las mejoras en el rendimiento y los costes.
- Cómo modelamos el valor total: El valor total se calculará en función del valor de la reducción de peso, la mejora del rendimiento y los costes totales.
- Resultado basado en datos: En lo que respecta a la fabricación de piezas para automóviles, esta metodología permitió lograr una reducción de peso de hasta un 25 % utilizando estructuras orgánicas (impresas en 3D) y reforzar los puntos de mecanizado en un 20 % en comparación con las piezas mecanizadas o impresas, a un coste reducido.
Para comenzar con el proceso híbrido de fabricación de su pieza, deberá analizar la descomposición de sus componentes según sus características. Las características complejas se delegarán a la impresión 3D , mientras que las superficies funcionales se delegarán al mecanizado CNC . La pieza híbrida se diseñará con elementos de fijación integrados en su diseño. Esta síntesis estratégica trasciende la decisión estándar entre mecanizado CNC e impresión 3D , ofreciendo una selección de proceso de fabricación superior para aplicaciones de alto valor.
¿Cómo controlar los costes mediante la optimización de procesos en la producción de lotes pequeños?
La producción en lotes pequeños presenta problemas de costes técnicos que hacen necesario obviar las economías de escala. En estos casos, la solución habitual podría no ser eficiente; por lo tanto, la optimización del proceso resulta de gran ayuda para reducir los costes. A continuación, se describen las posibilidades para minimizar los costes de mecanizado CNC e impresión 3D cuando la producción es inferior a 100 unidades:
Estandarización de secuencias de mecanizado para reducir la configuración
Ante los elevados costes de inicialización, proponemos una biblioteca de procedimientos de mecanizado y trayectorias de herramientas comunes. Esto nos permite ahorrar hasta un 50 % en tiempo de programación y fijación para piezas similares, reduciendo así el coste de mecanizado CNC por lote y permitiendo tiempos de entrega un 40 % más rápidos.
Implementación de sistemas de fijación modulares
En lugar de diseñar fijaciones para cada nuevo trabajo, ahora utilizamos un sistema de rejilla modular con abrazaderas y posicionadores ajustables que permite usar las mismas fijaciones en una serie de proyectos diferentes. Esto elimina la necesidad de diseñar fijaciones, uno de los principales factores que influyen en el costo del mecanizado CNC de lotes pequeños.
Aprovechamiento de la optimización de lotes en la fabricación aditiva
En nuestro esfuerzo por reducir los costos de impresión 3D , logramos integrar varias piezas de clientes en una sola pieza, maximizando así el volumen de la cámara. El software de anidamiento que utilizamos nos permite aprovechar eficazmente el volumen, compensando el costo de la máquina gracias al alto volumen de piezas. Por lo tanto, las piezas de los clientes experimentaron un ahorro de costos del 30 % para un volumen de trabajo de entre 5 y 10 piezas .
En cuanto a la contención de costos, analice sus procesos para estandarizar la configuración de las máquinas CNC. Respecto a la impresión 3D , es absolutamente necesario combinar todos los pedidos para lograr una mayor densidad de volumen de impresión. Estratégicamente, esta optimización basada en procesos permite que la producción en lotes pequeños sea viable para otras alternativas estratégicas antes de optar por la producción estratégica de alto volumen .

Figura 4: Comparación del coste y los servicios de mecanizado CNC e impresión 3D por LS Manufacturing
LS Manufacturing: Optimización de la producción de stents de navegación quirúrgica
Este estudio de caso demuestra cómo se superó la encrucijada crítica que se presentó en LS Manufacturing mediante la combinación del mundo aditivo y el mundo sustractivo para proporcionar una solución viable para la producción de dispositivos médicos, ejemplificando lo que mejor hacemos en una encrucijada crítica entre el mecanizado CNC complejo y la impresión 3D :
Desafío del cliente
La empresa desarrolladora de dispositivos médicos requería soportes de navegación quirúrgica fabricados con 200 piezas de material Ti-6Al-4V ELI Grado 23 y tolerancias de orificio de ±0,05 mm . El presupuesto para el servicio completo de mecanizado CNC de 5 ejes superaba el margen presupuestario en un 45 % , pero podía entregarse en tan solo 4 semanas . Por otro lado, el servicio completo de impresión 3D no ofrecía la resistencia a la tracción ni la precisión superficial necesarias.
Solución de fabricación LS
La estructura reticular del componente permitirá un diseño óptimo de la estructura de soporte y, por lo tanto, un menor procesamiento posterior. Las superficies de posicionamiento clave y los orificios se procesarán mediante una máquina CNC de 5 ejes para lograr la tolerancia requerida de ±0,05 mm y una rugosidad superficial Ra de 0,8 μm .
Resultados y valor
El coste total se redujo un 38% , y el plazo de entrega pasó de 4 semanas a 12 días . El peso final de la pieza disminuyó un 30% . El tiempo de comercialización se amplió en dos semanas ; sin embargo, el margen de beneficio aumentó un 22% . Todo ello se logró manteniendo la precisión quirúrgica.
Esto se refleja en esta situación particular, donde queda claro que en la selección del proceso de fabricación en sí , no existe una única manera de hacerlo, ya que es evidente que al considerar el requisito funcional del componente en términos del enfoque híbrido integrado de fabricación, se han obtenido beneficios en términos de ventajas técnicas en el mercado de la industria médica.
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¿Cómo establecer un proceso científico de toma de decisiones en el proceso de fabricación?
La eliminación de la incertidumbre en la selección del proceso de fabricación se garantiza aún más mediante un análisis de datos sistemático. Esto se puede solucionar transformando los términos complejos de especificación de piezas en un sistema de puntuación de datos que facilita la comparación de las ventajas y desventajas entre un servicio de mecanizado CNC y un servicio de impresión 3D en términos de:
Descomposición de los requisitos en parámetros ponderados
Para requisitos de filtrado genéricos, el proyecto se divide en 12 dimensiones paramétricas, comenzando con el tamaño del lote, la complejidad geométrica, la tolerancia, el material, hasta la tolerancia crítica , a todas las cuales se les asignarán ponderaciones dinámicas para parámetros como el acabado superficial , cuya importancia será diferente para, por ejemplo, una carcasa de rodamiento en comparación con un componente de conducto.
Ejecución de análisis de escenarios algorítmicos
En nuestro sistema, la comparación se complementa con procesos de simulación. El algoritmo analiza cientos de escenarios relacionados con el proceso de producción, calculando el costo y el tiempo de procesamiento para el mecanizado CNC , la impresión 3D e incluso la combinación de ambas soluciones. El algoritmo identifica con precisión el punto de intersección de la función de costos, indicando las configuraciones que ofrecen una ventaja de costos de entre el 20 % y el 40 % mediante esta metodología de producción mixta.
Generación de una hoja de ruta de implementación práctica
El resultado será un protocolo completo y detallado, no una simple guía. Este protocolo determinará el orden, definirá qué funciones se realizarán mediante cada método en un protocolo híbrido y establecerá un cronograma por fases. El complejo procedimiento de selección del proceso de fabricación se convertirá entonces en una función fácilmente ejecutable, lo que simplificará considerablemente el proyecto para el cliente.
Para ello, deberá determinar sistemáticamente los 12 atributos clave de su pieza, centrándose en aspectos como el tamaño del lote, la complejidad y los materiales, y realizar una comparación de los riesgos de tiempo y calidad del proyecto utilizando los datos. De esta forma, podrá desarrollar la sofisticación técnica necesaria para que la selección del proceso se convierta en un factor diferenciador clave en lugar de una limitación.
Preguntas frecuentes
1. ¿Dónde se sitúa normalmente el punto de inflexión de costes entre el mecanizado CNC y la impresión 3D?
El punto de inflexión en el costo de los componentes simples de una estructura se alcanza cuando su valor oscila entre 80 y 150 , mientras que en estructuras complejas, esto se logra cuando se sitúa entre 200 y 300. La estructura de costos se basa en la complejidad del material y en estimaciones de precisión.
2. ¿Es la impresión 3D realmente más económica para la producción de lotes pequeños?
En lo que respecta a componentes complejos de hasta 50 piezas y con número de referencia, la conclusión es que la impresión 3D ofrecerá ahorros en comparación con el coste del molde y también será entre un 30 % y un 50 % más barata que el mecanizado CNC .
3. ¿Cómo evaluar las diferencias de rendimiento entre los dos procesos?
Los coeficientes de densidad e isotropía de los elementos producidos mediante el proceso CNC son del 100% , mientras que para la impresión 3D, poseen propiedades de isotropía, y en realidad, los coeficientes de resistencia son solo del 80-95% de los componentes forjados.
4. ¿Puede la impresión 3D reducir los costes de la producción en masa?
Si el tamaño del lote supera las 5000 unidades , la producción CNC experimenta economías de escala y los costos serán entre un 40 % y un 60 % menores que la impresión 3D . La impresión 3D se puede utilizar para la producción a pequeña escala .
5. ¿Cómo logra la fabricación híbrida la optimización de costos?
La impresión 3D se centra en elementos complejos, mientras que el mecanizado CNC se ocupa de componentes críticos. La combinación de ambas técnicas ayudará a reducir el coste entre un 30 % y un 40 % , además de mejorar el rendimiento en más de un 20 % .
6. ¿Cómo obtener rápidamente presupuestos precisos para dos procesos?
Puedes obtener un presupuesto instantáneo fácilmente subiendo tus archivos 3D, datos del material, tamaño del lote y la precisión de tolerancia requerida. El equipo de LS Manufacturing te enviará el presupuesto comparativo en un plazo de 2 horas tras recibir la información.
7. ¿Cómo afecta el desarrollo de nuevos materiales a la selección del proceso?
Los materiales compuestos de alto rendimiento son adecuados para la impresión 3D, mientras que los materiales de alta conductividad se utilizan en el mecanizado CNC. Para contar con los procesos adecuados para cada material, es necesario conocer sus propiedades.
8. ¿Cómo reducir los costes del mecanizado CNC de lotes pequeños?
Mediante la utilización de procesos estandarizados, equipos modulares y una gestión eficaz de los materiales, LS Manufacturing consigue reducir los costes de mecanizado CNC de lotes pequeños entre un 25 % y un 30 % , y los plazos de entrega en un 35 % .
Resumen
Mediante la ingeniería de valor y la selección de procesos científicos, las empresas manufactureras pueden maximizar los costos y acelerar el tiempo de comercialización. El proceso de toma de decisiones, desarrollado por LS Manufacturing con valores reales, será útil para que muchos clientes logren ahorros de costos que oscilan entre el 25 % y el 40 % .
Para comparar soluciones de procesos personalizadas y obtener presupuestos adecuados, le rogamos que se ponga en contacto con el grupo técnico de LS Manufacturing de inmediato para obtener análisis de costes y asesoramiento sobre optimización de ambas opciones.
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Equipo de fabricación de LS
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