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