Las tecnologías de fabricación para el desarrollo de productos son la pasarela de la idea al producto, conócelas y elige la más adecuada.
Es necesario que sepas qué significa tecnología, y más concretamente qué son las tecnologías de fabricación. Te voy a descubrir que, además de los equipos adecuados, la experiencia es importante.
Para fabricar tu producto, o alguna de las partes de tu producto, puedes hacerlo tú mismo en tu empresa, o bien descentralizar la fabricación, en este artículo aprenderás cuándo es mejor según cada caso.
Posteriormente te voy a presentar una clasificación bastante completa de las tecnologías de fabricación más extendidas y empleadas hoy día en la industria del desarrollo de productos.
Además, te explicaré cómo puedes afrontar la selección de una tecnología de fabricación para tu producto o pieza.
En este artículo te voy a hablar de los siguientes temas:
- ¿Qué son las tecnologías de fabricación?
- ¿Es mejor la fabricación centralizada o descentralizada?.
- Principales tecnologías de fabricación.
Al final de este artículo te incluyo una aplicación práctica de su contenido:
- ¿Cómo decidir qué tecnología/s de fabricación utilizar para la fabricación de tu producto?
Sigue leyendo para conocer qué son y las distintas posibilidades que ofrecen las tecnologías de fabricación para el desarrollo de productos. Aprenderás a decidir entre la centralización y centralización de la fabricación, y cómo afrontar la selección de una tecnología de fabricación para tus productos.
1. ¿Qué son las tecnologías de fabricación?
¿Qué es la tecnología?
Son los conocimientos propios de una ciencia. Un conjunto de recursos técnicos, procedimientos e instrumentos, empleados en un sector o campo.
¿Qué es la tecnología de fabricación?
Los conocimientos, procedimientos, recursos e instrumentos para la fabricación de productos físicos.
Las ramas de las tecnologías de fabricación para el desarrollo de productos son enormes, cada proceso de fabricación requiere de unos conocimientos específicos, sigue unos métodos concretos, y precisa de máquinas especializadas.
De la misma forma, cada material tiene sus tecnologías de fabricación afines, y su método de aplicación.
La experiencia en las tecnologías de fabricación
En una ocasión, un proveedor me dijo que acababan de comprar una máquina para procesar su material, y que era el mejor equipo del mercado. Su proveedor les iba a hacer la puesta en marcha y en unas semanas podrían suministrar la nueva referencia de material.
Llegué a pensar que éste proveedor, que teníamos homologado para un tipo de productos específicos, podría suministrarnos también este material en breve, en cuestión de semanas.
Nada más lejos de la realidad, a éste proveedor le llevó más de un año poder servirnos material con unas características algo similares a las de nuestro proveedor actual para esa referencia.
Lo he visto también con máquinas de mecanizado, de transformación de plástico, procesos internos de acabado…, la experiencia es un valor que no tienes que minusvalorar, todo lo contrario, debes valorarla en aquel que la tiene.
Esto nos lleva al siguiente apartado, en el que veremos si es mejor hacerlo tú o que te lo hagan.
2. ¿Es mejor la fabricación centralizada o descentralizada?
¿Qué es la fabricación centralizada?
La fabricación que gestiona y operas tú en tu empresa.
Todas las decisiones sobre la adquisición de materiales, diseño, transformación y suministro, son tomadas por ti.
¿Qué es la fabricación descentralizada?
La fabricación que es realizada por una empresa externa, según tus requisitos.
Las decisiones sobre el material, diseño, transformación y suministro, son un acuerdo entre tú y la empresa externa.
¿Qué es mejor, centralizar o descentralizar?
Si tú tienes un taller de chapa, lo normal es que no tengas problemas para fabricar cualquier tipo de pieza de chapa, o al menos, estarás cerca de poder hacer cualquier pieza de chapa.
Pero si quieres hacer una pieza termoconformada, y no sabes nada sobre esa tecnología de fabricación, lo tendrás mucho más complicado, no sólo necesitarás comprarte una máquina.
Dependiendo del valor añadido que el proceso de fabricación de a tu producto, puedes tomar la decisión de centralizar o descentralizar.
Si eres una empresa pequeña, una startup o un emprendedor, seguramente te interese descentralizar la fabricación, no de una de las piezas, sino que probablemente de todo el producto. O quizás, encargarte sólo del ensamblaje y distribución, depende de cada caso.
Si por el contrario eres una empresa con muchos recursos, y con un interés especial, estratégico podríamos decir, en las tecnologías de fabricación necesarias para fabricar el producto, podría ser interesante hacerse cargo de toda la fabricación, o de alguna de las etapas.
Es conocido el caso del Ford T, Henry Ford y Samuel Crowther, en el libro «My Life and Work» 1923, explican que comenzaron a desarrollar el vehículo con proveedores descentralizados.
Posteriormente, hicieron una integración vertical llegando a centralizar la fabricación de cada una de las piezas del vehículo, a partir de las materias primas o de piezas de fundición.
Luego optimizaron el proceso de fabricación, dividiendo la fabricación de cada parte en procesos independientes, como «pequeñas fábricas» dentro de la fábrica.
Finalmente volvieron a descentralizar, pero esta vez con sus estándares y requisitos, de lo aprendido en su etapa de fabricación centralizada.
La moraleja de esto es que, si la fabricación del producto tiene una parte de innovación o de optimización de procesos, lo mejor es hacerlo uno mismo para luego descentralizar con los conocimientos y experiencia logrados.
La otra cara de la moraleja es que, si la fabricación no aporta valor añadido, mejor descentralizada.
Fíjate que hoy en día, las marcas de coches son básicamente ensambladores, son los fabricantes descentralizados quieres desarrollan y fabrican las piezas, eso sí, bajo los requisitos y estándares de cada marca.
3. Principales tecnologías de fabricación
Clasificación de las tecnologías de fabricación
Las tecnologías de fabricación para el desarrollo de productos se pueden clasificar de muchas formas: por materiales, por tipo de proceso, por fuente de energía, por grado de automatización….
De esta forma, son cientos las posibilidades de tecnologías de fabricación disponibles, y las aplicaciones.
Conocer las tecnologías de fabricación te facilita el pasar de una idea de producto a un producto físico.
En este artículo te muestro una breve clasificación por procesos, con el objetivo de que conozcas la base de los procesos de fabricación disponibles.
Tecnologías de fabricación por tipo de proceso
Dejo fuera intencionadamente las artesanías, que a partir de materias primas o materiales, y utilizando diversas tecnologías y herramientas, crean productos manuales con la pericia y experiencia del artesano. En la artesanía cada pieza suele ser ligeramente diferente al resto.
En este apartado voy a mostrarte tecnologías industriales que permiten la producción a escala de un producto de forma repetitiva, «independientemente» de la maña del operador, ya que es posible parametrizar la calidad del proceso y controlar su calidad.
Moldeo
La tecnología del moldeado de piezas se refiere a la producción de piezas mediante el uso de moldes, con los que se copia la forma del mismo de forma repetida.
Este proceso se utiliza para el moldeo de piezas de casi cualquier material: plástico, metal, vidrio, cristal, materiales pétreos, composites…
Algunas de las tecnologías más expandidas de moldeo: inyección, soplado, moldeo en arena, a la cera perdida, en cáscara, con yeso y colada por centrifugación.
Carcasas de móviles, botones de teclados, sillas, cepillos de dientes, cubiertos, barcos, parachoques, enchufes, botellas, jarrones, pelotas, preservativos, suelas de zapatillas, auriculares, bolígrafos, raquetas…, son sólo unos ejemplos de productos moldeados.
Conformado
Este proceso de producción de piezas crea piezas mediante el desplazamiento del material, forzándolo a lograr las formas necesarias del producto.
Entre los materiales más utilizados en la tecnología del conformado están el plástico y los metales.
Algunas de las tecnologías de conformado son: forja, estampación, recalcado, extrusión, moleteado, laminación, estirado, trefilado y termoconformado.
Sillas, partes decorativas, piezas industriales, moldes para pastelería, esferas, barbacoas, vasos, platos, bandejas…
Mecanizado
Es de los más utilizados, se denominan así a los procesos tecnológicos de fabricación que llevan a cabo arranque de viruta.
Prácticamente todos los materiales son susceptibles de aplicarle mecanizados.
Entre las tecnologías de mecanizado más usuales puedes encontrar: corte, aserrado, torno, taladrado, troquelado, aterrajado, fileteado o roscado, limado, mandrinado, punteado, fresado, cepillado, tallado de ruedas dentadas, mecanizado con abrasivos, ataque químico, electroerosión, ultrasonidos, plasma, láser, y desbarbado en tambor.
Por otro lado, cabe mencionar que hoy en día y gracias a la automatización, muchas de las tecnologías citadas disponen de maquinaria dotada de controles numéricos que permiten el trabajo automático de mecanizado, logrando cotas de calidad y productividad inalcanzables de otra forma.
Calderería
Esta tecnología utiliza piezas de material estándar como planchas y perfiles, combinándolas utilizando las tecnologías de conformado, mecanizado y otras.
Normalmente la calderería se asocia a una tecnología de fabricación mecánica con metal para la construcción de silos, depósito, estructuras metálicas o construcción naval.
Cabe destacar que también existen empresas de calderería de plástico.
En metal, por ejemplo puedes encontrar depósitos, moldes, conductos, artículos de decoración como jarrones, lámparas, estructuras de barco, estructuras metálicas, hélices…
La Torre Eiffel o la Estatua de la Libertad, son ejemplos de grandes estructuras fabricadas por calderería metálica.
En plástico, hay estaciones depuradoras (foto), habitáculos de vehículos de transporte, depósitos, conductos, piscinas…
Tecnologías textiles
Entre las tecnologías textiles están la hilatura y los no-tejidos, ambas producidas con fibras.
La hilatura es el paso previo a la creación de tejidos. Se trata de fabricar hilos a partir de fibras. Con los hilos se fabrican telas.
Entre los materiales de hilatura están la lana, el algodón, cañamo, el amianto, el rayón, tencel, poliester, nylon o licra.
Productos fabricados por hilatura son camisetas, pantalones, alfombras, cortinas, mochilas, carteras de tela, cuerdas de persianas, telas para mobiliario de jardín, cojines…
Por otro lado, los no-tejidos utilizan fibras para hacer telas sin tejer, sino uniendo las fibras por procedimientos químicos, térmicos y otros.
Para la fabricación de telas no-tejidas se utilizan el polipropileno, fibras de poliéster, viscosa, poliamida, bicomponentes, tyvek, y otros.
Ejemplos de productos a partir de no-tejidos son paños, batas de hospital, filtros (de café, agua…) bolsas de te, bolsas de aspiradoras, toallas desechables, geotextiles, bolsas desechables, toallas desmaquillantes…
Fabricación aditiva
Se trata de una tecnología que crea piezas por adición de material capa a capa, que se van uniendo entre sí para formar piezas.
Cabe destacar que con estas tecnologías se fabrican piezas sin la necesidad de moldes, pudiendo crear geometrías imposibles de lograr por otra tecnología, lo cual está revolucionado el diseño de productos tanto en la parte visual como en la de ingeniería.
Entre las tecnologías de fabricación aditiva puedes encontrar: impresión 3D por inyección, deposición fundida (FDM), fotopolimerización(SLA y DPL), fabricación de objeto laminado (LOM), sinterizado selectivo (por calor SHS, por láser SLS), fusión por haz de electrones (EMB) y síntesis de luz digital (DLS).
Algunas tecnologías como por ejemplo el SLA, SLS o el DLS, permiten obtener piezas con un alto grado de isotropía.
Hoy en día se puede utilizar una gran cantidad de mariales con esta tecnología, desde varios tipos de plásticos (PLA, PETG, ABS, PEEK…), epoxis fotopolímeros, acero, titanio, cerámicas, chocolate, cemento…
La fabricación aditiva está reescribiendo los libros de diseño y desarrollo de productos, optimizando la eficiencia de las máquinas, la odontología, la moda… todos los diseños están bajo la lupa de la fabricación aditiva porque permite una libertad de diseño que facilita geometrías imposibles y la optimización de las piezas técnicas.
Ten en cuenta que esto no es el futuro, sino el presente, por ejemplo, si te compras un BMW es probable que alguna de sus piezas esté fabricada por fabricación aditiva, y es que esta marca comenzó en 1990 a trabajar con esta tecnología y el 2018 anunció que había alcanzado el millón de piezas impresas en 3D y montadas en sus vehículos.
Otro ejemplo de productos impresos en el mercado, las suelas de las Adidas Ultra4D están fabricadas en impresión 3D con la tecnología DLS de Carbon3D.
Ejemplos de fabricación actuales son prototipos diversos, partes de vehículos, cubetas de máquinas de hielo, lámparas, piezas decorativas, cédulas y piezas dentales, reproducción de esqueletos prehistóricos, ropa, zapatillas, casas, puentes, prótesis y piezas ortopédicas…
Sinterizado
Se trata de una tecnología de fabricación mediante la cual se producen piezas compactando material en moldes a altas presiones y con tratamientos térmicos.
Una característica de estos materiales es que son porosos, es decir, no se producen piezas macizas, lo que les otorga características técnicas únicas.
Los materiales comúnmente utilizados con esta tecnología de fabricación son metales y cerámicos.
Por este procedimiento se fabrican filtros, pastillas de uranio enriquecido, pastillas de freno, piezas estructurales en las que se precisa reducir el peso, herramientas abrasivas…
Materiales compuestos
La tecnología de estos materiales combina dos o más materiales con el objetivo de producir piezas con propiedades mejores que si hubieses utilizado sólo uno de ellos.
El crear materiales compuestos puede ser necesario si necesitas un material con mayor rigidez, menor peso, mayor resistencia específica, resistencia a la corrosión, resistencia a la temperatura, dureza…
Se suelen caracterizar por la presencia de una fase matriz (el material continuo que une todo) y el agente reforzante (el material discreto con una geometría concreta y que en algunos casos la orientación es importante).
Entre la gama de materiales compuestos, se pueden clasificar por: reforzados con partículas, endurecidos por dispersión, reforzados con fibras o estructurales.
Entre las tecnologías de fabricación puedes encontrar: compuesto de moldeo en lámina (CMS), moldeo por proyección, moldeo con bolsa de vacío, moldeo por transferencia (RTM y VARTM), moldeo por inyección de resina (RIM), enrollado de filamentos, colocación de fibra, pultrusión, colocación automático de cinta y el curado por haz de electrones.
Como ejemplo, el polímero reforzado de fibra de carbono (CFRP), es un material compuesto, se compone de un polímero (fase matriz) que cubre la fibra de carbono (agente reforzante).
Esta tecnología de fabricación está presente en los sectores de alta tecnología como la formula 1, robótica y sector aeroespacial, pero también lo está en el sector de artículos del diseño y el lujo.
Aplicación del artículo. ¿Cómo decidir qué tecnología/s de fabricación utilizar para la fabricación de tu producto?
Como has podido ver, independientemente de si decides fabricar tú o si bien decides descentralizar ese trabajo, las posibles tecnologías de fabricación para el desarrollo de productos son incontables.
Por tanto, a estas alturas ya podrás vislumbrar la dificultad de saber qué tecnología de fabricación escoger como preferida para tus productos y componentes.
Debes considerar, por un lado los aspectos técnicos, pero además debes tener en cuenta la cuestión económica. Además de los legales y reglamentarios.
No obstante, un posible camino para selección del proceso de fabricación es el que te propongo.
Pasos para seleccionar un proceso de fabricación para tu producto:
- Si tienes clara la tecnología de fabricación, sique leyendo en el punto 5.
- Si no sabes qué tecnología es la más adecuada, céntrate en el material.
- Busca un fabricante experto en una tecnología de fabricación que use ese material y muéstrale el producto que quieres fabricar.
Si el fabricante no puede fabricar el producto que le muestras, lo más probable es que te guíe hacia la tecnología de fabricación adecuada.
Y si ese fabricante consultado no te sabe guiar, habla con otro. - Por otro lado, si el problema es que no sabes qué material es el adecuado, busca un producto parecido en el mercado, mira de qué material está fabricado y vuelve al punto 3.
- Una vez tienes localizada la tecnología más adecuada, busca al menos 3 proveedores y pídeles presupuesto (RFQ), es importante que le pidas lo mismo a los tres para poder comparar de forma adecuada.
- Una vez tengas los presupuestos tendrás que valorar la oferta económica y el valor añadido que te puede ofrecer cada empresa (en cuanto a servicio técnico, experiencia, diseño, postventa, garantías, si son empresas con sistemas de gestión de calidad implantado…).
- Antes de decidirte por cualquiera de los proveedores, pregúntales abiertamente si piensan que hay una tecnología o material que podría mejorar tu producto, bien sea técnica o económicamente.
- Con esta información, ya podrás decidir centralizar la fabricación de tu producto, o descentralizarla seleccionando uno de los proveedores consultados.
Hasta aquí el artículo de hoy, espero haberte ayudado a que de ahora en adelante puedas llevar a cabo la fabricación de tus productos con la mejor selección de materiales y tecnologías de fabricación para el desarrollo de tus productos.
Y hasta aquí este artículo. Espero que te haya gustado y aporte valor a tus proyectos. Te animo a que sigas leyendo otros artículos, me envíes tus comentarios y te suscribas al blog para recibir las todas las novedades.
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