Desde su fundación en 1914, Ford ha impulsado la innovación en la fabricación de automóviles. Desde la invención de la línea de ensamblaje móvil hace 115 años, también conocida como Fordism, hasta el uso actual de la fabricación aditiva, Ford está constantemente pensando en progresar acelerando la fabricación de vehículos mediante el aumento de la productividad, la ergonomía y el control de calidad.

Mientras que muchas compañías comienzan a explorar las posibilidades de la fabricación aditiva, Ford está nuevamente un paso adelante para mantener a sus vehículos saliendo de la línea de producción rápidamente.

La planta piloto de Ford en Colonia, Alemania, es pionera en la creación de cada nuevo diseño de vehículo antes de que comience la producción en masa. Tienen una línea completa de fabricación a pequeña escala, que desarrolla los automóviles hasta varios años antes de que entren en producción. Lars Bognar, ingeniero de investigación del equipo de Investigación e Ingeniería Avanzada de Ford en Aachen, ha estado trabajando en la creación de un flujo de trabajo optimizado para crear plantillas, herramientas y accesorios para el proceso de fabricación de Ford.

Herramientas impresas 3D personalizadas utilizadas en la planta piloto
Herramientas impresas 3D personalizadas utilizadas en la planta piloto

Adopción de la impresión 3D.

Los empleados de Ford usan muchas herramientas personalizadas durante la producción de sus vehículos. Estos a menudo están diseñados para una tarea específica y un modelo. La creación de estas herramientas externamente lleva mucho tiempo y es muy costosa. Para obtener herramientas más rápido, el equipo de Ford decidió realizar una prueba piloto de impresión 3D como una posible solución.

Se fundó un equipo dedicado a Fabricación Aditiva, y comenzaron un proyecto exitoso utilizando tecnología SLS. Tuvieron buenos resultados, pero las impresiones necesitaron un procesamiento posterior específico. Es por eso que Ford comenzó a usar la tecnología FFF de Ultimaker. Proporcionó una solución aún más rápida y asequible con menos problemas. De esta manera, no solo los ingenieros de impresión 3D, sino también las fuerzas de trabajo locales pueden utilizar la impresora para crear las herramientas que necesitan.

Ford eligió a Ultimaker porque la calidad en comparación con el costo es muy buena y nos gusta su fiabilidad.
Ford comenzó con el Ultimaker 3 antes de agregar el Ultimaker S5.
Ford comenzó con el Ultimaker 3 antes de agregar la Ultimaker S5.
La sencilla interfaz de Ultimaker Cura permite que cualquiera pueda crear herramientas por sí mismo
La sencilla interfaz de Ultimaker Cura permite que cualquiera pueda crear herramientas por sí mismo

Creación de herramientas, plantillas y accesorios antes de la producción

Muchas plantas de fabricación implementan la impresión 3D para optimizar su proceso de fabricación actual. Sin embargo, al tener un taller 3D dedicado en la planta piloto, Ford puede producir todos los diseños correctos antes de que un nuevo automóvil pase a la producción en masa. Esto le da a los ingenieros de Ford más tiempo para iterar los diseños de todas las herramientas personalizadas. Ford desea crear herramientas que no solo aceleren el tiempo de fabricación de los vehículos, sino que a menudo también tienen beneficios ergonómicos para la fuerza laboral. Por eso es importante para Ford poder realizar el diseño correcto para la aplicación.

El sistema de filamento abierto nos permite utilizar materiales industriales que nos ayudan a hacer herramientas y accesorios más duraderos para nuestra producción de alto volumen.
Las herramientas se crean en la planta piloto antes de ir a la producción en masa.
Las herramientas se crean en la planta piloto antes de ir a la producción en masa.
El Ford Focus solo tiene más de 50 herramientas personalizadas impresas en 3D
El Ford Focus solo tiene más de 50 herramientas personalizadas impresas en 3D

Fabricación local

Al utilizar las impresoras 3D de Ultimaker, las fuerzas de trabajo locales también pueden imprimir en 3D las herramientas que necesitan. Ford está colocando impresoras en fábricas en toda Europa, como en España, Italia y Rumania. El equipo de diseño en Alemania suministrará los diseños electrónicamente, y las herramientas se pueden utilizar al día siguiente gracias a la impresión 3D.

Pero Ford también va un paso más allá. Usando la solución de software generativa de Trinckle , Paramate , los trabajadores de estas plantas pueden generar plantillas sin ninguna otra experiencia en diseño 3D. El equipo de Colonia creará componentes que pueden usar para las herramientas, como manijas y soportes magnéticos. El ingeniero cargará el diseño del automóvil, agregará manijas, un espacio abierto donde deberán agregar una parte al automóvil y el software generará la plantilla. Este diseño puede enviarse directamente a Ultimaker Cura e imprimirse localmente con sus máquinas Ultimaker S5 en el sitio.

Hoy en día, solo los ingenieros de procesos capacitados pueden diseñar accesorios complejos. En el futuro, incluso el trabajador no capacitado puede usar este software para crear sus propias herramientas.
El software de Trinckle permite a los trabajadores generar herramientas que pueden enviarse directamente a la impresora 3D Ultimaker
El software de Trinckle permite a los trabajadores generar herramientas que pueden enviarse directamente a la impresora 3D Ultimaker

Beneficios de la impresión 3D

Hasta ahora, el piloto ya ha sido muy beneficioso para Ford. Según cada herramienta personalizada, ahorran una cantidad considerable de dinero en comparación con la fabricación tradicional o la subcontratación. El Ford Focus solo se fabrica con más de 50 herramientas, plantillas y accesorios diseñados a medida. Ford también está buscando repuestos para máquinas de producción de la línea de fabricación. Al imprimir estas piezas, aumentan drásticamente el tiempo de actividad de las máquinas y la línea de fabricación no necesita detenerse por largos períodos de tiempo.

Pero la impresión 3D no es solo beneficiosa financieramente. Muchas de estas herramientas tienen grandes beneficios ergonómicos para la fuerza laboral de Ford. Con el uso prolongado, las herramientas de metal tradicionales pueden comenzar a sentirse extremadamente pesadas y pueden afectar la salud de los trabajadores con el tiempo. La gama de materiales de Ultimaker a menudo es lo suficientemente fuerte como para reemplazar las herramientas metálicas, lo que facilita mucho la vida del personal de montaje.

Varios jigs impresos y accesorios
Varios jigs impresos y accesorios

Planes futuros

Ford está expandiendo sus capacidades de impresión 3D rápidamente. Al optimizar el flujo de trabajo para crear herramientas, plantillas y accesorios, están aprendiendo más sobre las posibilidades de la impresión 3D. Lars no solo busca crear herramientas y accesorios, sino que también explora las posibilidades de crear piezas de repuesto y piezas finales mediante la impresión 3D. “Queremos hacer el siguiente paso, también queremos imprimir piezas de repuesto en 3D. Queremos diseñar para la fabricación aditiva y poder imprimir piezas de producción para vehículos de producción ”.

El Ultimaker S5 en la planta piloto de Ford en Colonia








La Escuela de Ingeniería NYU Tandon es más que un recurso para los estudiantes que desean aprender sobre la tecnología de hoy y de mañana. Rebosante de herramientas de fabricación aditiva como impresoras Ultimaker 3D, máquinas CNC, cortadoras láser y equipos de imágenes, NYU Tandon fue diseñado para inspirar y preparar a los estudiantes para que sean motivados y autosuficientes al abordar esfuerzos científicos y de ingeniería que benefician al mundo que los rodea.

Victoria Bill, directora fundadora de la Escuela de Ingeniería de MandSpace Lab de la Universidad de Nueva York Tandon , entiende cuán esencial es la impresión 3D como herramienta para que los estudiantes la tengan a su alcance. Ella dice: “La impresión 3D tiene un enorme potencial para atraer a la gente, ya que permite que su trabajo cobre vida frente a usted, y lo alienta a pensar de manera innovadora”. Cuando su equipo se dispuso a equipar su espacio, sabían que las herramientas adecuadas y las impresoras 3D facilitarían dicho crecimiento para los estudiantes de todas las carreras.

Estudiantes de NYU Tandon
Estudiantes en NYU Tandon usando impresoras Ultimaker

Un laboratorio bullicioso construido para el futuro

Hasta la fecha, el laboratorio cuenta con 14 impresoras Ultimaker que se utilizan casi las 24 horas del día, la mayoría de las cuales funcionan de 20 a 24 horas por día. Estudiantes universitarios, personal y profesores de 18 escuelas diferentes de la NYU visitan el laboratorio, incluidos estudiantes de los campus de Shanghai y Abu Dhabi. Como un ambiente acogedor que fomenta el ingenio y fomenta la creatividad, los estudiantes abordan proyectos que marcan la diferencia en la vida de otros, como dispositivos ortopédicos impresos en 3D y dispositivos de asistencia.

Gabriella Cammarata, recién graduada del programa Integrated Digital Media Master en NYU, es parte de un proyecto de ortopedia en curso que es una colaboración entre MakerSpace Lab y NYU Langone Medical Center, y The NYU Ability Project , que conecta diseñadores, ingenieros y artistas con personas con movilidad limitada.

Gabriella trabajando en Ultimaker 3
Gabriella trabajando en un Ultimaker 3 en NYU Tandon

El proyecto fue iniciado por la Dra. Alice Chu, Profesora Asociada en el Departamento de Cirugía Ortopédica de la Escuela de Medicina de NYU. El Dr. Chu quería explorar maneras de construir aparatos ortopédicos impresos en 3D de bajo costo para niños con parálisis cerebral. Estos aparatos ortopédicos podrían servir como dispositivos de terapia para ejercitar los músculos de manos y brazos, así como también permitir que los niños adquieran movilidad o funciones adicionales en sus manos afectadas.

Como los dispositivos como los exoesqueletos de brazos y manos son demasiado caros para la familia promedio, Gabriella y sus compañeros se comprometieron a crear dispositivos ortopédicos y biomédicos de bajo costo bajo la guía del Dr. Chu. “Los niños requieren accesorios regulares para prótesis ortopédicas o prótesis completamente nuevas a medida que crecen, lo que significa que la mayoría de las compañías de seguros no cubrirán los costos elevados de las ortesis”, dice Gabriella.

Dispositivos asistidos impresos en 3D
Dispositivos de ayuda creados por estudiantes en NYU Tandon

“El objetivo es diseñar y fabricar estos dispositivos utilizando impresoras Ultimaker 3D para que los padres, doctores y terapeutas ocupacionales puedan reproducirlos cuando sea necesario”. Ayudar a los necesitados a través de proyectos innovadores en NYU Tandon les enseña a los alumnos valiosas lecciones sobre cómo estas herramientas pueden ser utilizado para mejorar las vidas de otros, al tiempo que agudiza las habilidades de fabricación aditiva que necesitarán en el futuro.

Proyectos pioneros con la ayuda de la impresión 3D

NYU Tandon continúa ofreciendo diversas opciones para esfuerzos de investigación, como los proyectos integrados verticalmente (VIP). Inicialmente establecido por Georgia Tech, el programa VIP se implementa actualmente en más de 28 universidades de todo el mundo, incluida la Universidad de Nueva York, y permite a los estudiantes obtener créditos para su título trabajando en un proyecto. Victoria transformó el proyecto de ortesis ortopédico en un curso VIP para que pudiera ser un proyecto de investigación sostenible a largo plazo en el cual los estudiantes pudieran participar durante múltiples semestres. Se alienta a los estudiantes a contar su trabajo para obtener los créditos de ingeniería requeridos para la graduación y, al mismo tiempo, desarrollar una cartera de proyectos.

La traducción del proyecto a un curso también permite que los estudiantes más avanzados y más antiguos mencionen y lideren a los nuevos estudiantes que se unen al equipo de investigación y proyecto.

El objetivo de su equipo VIP específico es diseñar y crear aparatos ortopédicos impresos en 3D, personalizados y de bajo costo para niños con trastornos musculares degenerativos como la parálisis cerebral. Ofrecido como un curso en NYU, los estudiantes de una combinación de disciplinas se reúnen durante tres semestres para desarrollar dispositivos que actúan como herramientas de terapia y facilitan el aumento de la funcionalidad de la mano.

Estudiantes VIP en una exposición de investigación
Estudiantes VIP que muestran dispositivos biomédicos impresos en 3D en una exposición de investigación 2018

Además de desarrollar dispositivos de asistencia y terapéuticos, los grupos de estudiantes trabajan en una variedad de proyectos que entran en el ámbito del diseño y la ingeniería. El programa VIP en NYU Tandon también alberga el grupo NYU Hyperloop, que está compuesto por 30 estudiantes de los campus de NYU y Shanghai. El grupo fue uno de los 27 de los 700 equipos elegidos para participar en la Competencia 2017 de Hyperloop Pod por SpaceX, después de lo cual se les permitió probar sus prototipos en la pista Hyperloop en Hawthorne, California.

Un esfuerzo sinérgico del estudiante

Uno de los aspectos más impresionantes del MakerSpace Lab es que es casi completamente dirigido por estudiantes. Cada semestre atrae a unos 1.500 miembros únicos, que incluyen 350 primeros años ansiosos por profundizar en la impresión 3D. “Tenemos cuatro estudiantes de posgrado y 24 estudiantes de pregrado que trabajan con las impresoras Ultimaker”, dice Victoria.

Espacio NYU Tandon
Un estudiante revisando una impresión en NYU Tandon

“Cuando los estudiantes llegan al MakerSpace Lab en NYU Tandon, se entrenan en grupos para asegurarse de estar preparados para imprimir, pero la interfaz fácil de usar de Ultimaker hace que el proceso sea fácil de aprender”. En el futuro, Victoria espera expandirse. su línea de impresoras Ultimaker 3D para continuar ofreciendo lo último en tecnología de fabricación aditiva innovadora, abriendo nuevas puertas para los estudiantes con ideas que inspirarán y ayudarán a otros.


La impresión 3D está teniendo una adopción cada vez más extendida en el campo médico, con numerosos ejemplos de aplicaciones que ayudan a los cirujanos a planificar con precisión la cirugía estética. Ahora, el potencial de la impresión 3D está siendo examinado por hospitales que tratan a pacientes que luchan por su vida.

La ETZ (Elisabeth-TweeSteden Ziekenhuis) es uno de los once centros de trauma en los Países Bajos. Como el único centro en el país con cirujanos de trauma en el lugar las 24 horas del día, sirve como el lugar principal para pacientes de emergencia en el norte de Brabante. La impresión 3D ya se ha utilizado para visualizar las fracturas óseas, pero los investigadores pioneros creen que también se puede utilizar para ayudar a tratar a los pacientes con traumatismos.

Mike Bemelman, MD, cirujano traumatólogo en ETZ, ya había visto el potencial de la impresión 3D en 2016. Junto con Lars Brouwers, MD, PhD-candidate y Koen Lansink, MD, cirujano traumatólogo, han comenzado a investigar sobre la beneficios y efectividad de la impresión 3D, en comparación con las tecnologías tradicionales y otras nuevas tecnologías. Su idea es la impresión en 3D de las fracturas óseas escaneadas para que tanto los cirujanos como los pacientes tengan una idea clara de cada situación antes de operar.

Antes de la impresión en 3D

Para prepararse para una operación, los cirujanos analizarán las tomografías computarizadas del paciente. Obtener una idea exacta de cada situación es un desafío, incluso para un cirujano experimentado. Las tomografías computarizadas se convierten en una reconstrucción en 3D, lo que permite a los cirujanos examinarla virtualmente en la pantalla de una computadora. Si bien esto ha mejorado la facilidad de comprender cada situación, tiene sus limitaciones: los cirujanos a veces encuentran difícil orientar el modelo y las reconstrucciones 3D se ven en una pantalla 2D, careciendo de una sensación realista de profundidad.

Crear una tomografía computarizada
Crear una tomografía computarizada del paciente

Impresión 3D huesos fracturados

Lars comenzó a utilizar el Ultimaker para imprimir estructuras óseas fracturadas, lo que permite a los cirujanos analizar una fractura no solo mirándola, sino también tocándola y rotándola, lo que le da un importante valor agregado al proceso de planificación de la operación. Utilizando material de soporte de PVA soluble en agua, las geometrías orgánicas complejas se pueden reproducir con precisión con cavidades pequeñas y detalles importantes incluidos.

Adoptando impresión 3D en el proceso

Uno de los desafíos de adoptar la impresión 3D fue encontrar una forma simple y eficiente de convertir archivos DICOM (el formato de archivo propietario de escaneos CT) en archivos 3D imprimibles. Usando Philips IntelliSpace Portal, Lars puede exportar directamente un modelo 3D del escaneo, que puede preparar en Ultimaker Cura y enviarlo al Ultimaker 3 .

Elisabeth-TweeSteden Hospital
Impresión de un modelo tridimensional de una fractura ósea a partir de datos de tomografía computarizada.

Beneficios para el paciente

Después de que el paciente se encuentra en una condición estable, se realiza una tomografía computarizada para que los médicos puedan hacer un diagnóstico. La información de la tomografía computarizada está disponible de inmediato para Lars en el estudio de impresión 3D, donde puede comenzar a imprimir la estructura ósea fracturada del paciente. La impresión en 3D estará lista en un día y los cirujanos la utilizan para planificar la operación y explicar el proceso al paciente antes de que suceda.

Discutiendo el procedimiento
Comunicarse mejor con los pacientes
Nuestro objetivo fue investigar si la impresión 3D puede ser de valor agregado para clasificar las fracturas acetabulares. La conclusión más importante de nuestra investigación es que la impresión 3D tiene un valor agregado.

Resultados de la investigación de Lars

Cuando un paciente tiene una fractura, los doctores analizarán las radiografías o los escáneres de 2DCT y decidirán sobre un tratamiento apropiado. Cuanto mejor sea la comprensión de la situación, con mayor precisión se puede determinar el procedimiento correcto. Los cirujanos llegarán a una solución utilizando un sistema de puntuación de acuerdo, conocido como puntaje kappa. En promedio, los cirujanos con poca experiencia tienen una puntuación kappa de alrededor de 0.2, usando imágenes tradicionales de 2DCT. Los cirujanos con más años de experiencia tienen una puntuación kappa de alrededor de 0.4. Lars investigó el puntaje del acuerdo cuando los cirujanos utilizaron otras técnicas como 3DCT, impresión 3D y visualización de realidad virtual. Utilizando un modelo impreso en 3D, tanto los cirujanos nuevos como los experimentados obtuvieron una kappa de entre 0.6 hasta 0.7, que es la puntuación más alta de todos los métodos.

El sistema de puntuación Kappa
El coeficiente kappa se usa para medir el acuerdo entre cirujanos.

El aumento de la puntuación kappa demuestra el valor agregado de la impresión 3D en el proceso de toma de decisiones. Al realizar esta investigación, Lars espera probar que la impresión 3D puede ser de valor agregado para la satisfacción del paciente, la satisfacción quirúrgica, el tiempo de operación y la calidad de vida relacionada con la salud del paciente.

Descargo de responsabilidad: las impresoras Ultimaker 3D están diseñadas y fabricadas para la fabricación de filamentos fundidos con termoplásticos de ingeniería Ultimaker dentro de un entorno comercial / empresarial. La mezcla de precisión y velocidad hace que las impresoras Ultimaker 3D sean la máquina perfecta para modelos conceptuales, prototipos funcionales y la producción de pequeñas series. Aunque logramos un estándar muy alto en la reproducción de modelos 3D con el uso de Ultimaker Cura, el usuario sigue siendo responsable de calificar y validar la aplicación del objeto impreso para su uso previsto, especialmente crítico para aplicaciones en áreas estrictamente reguladas, como dispositivos médicos. y aeronáutica.