Ingeniería Digital7 características claves de una solución de diseño 3D - NC Tech

La industrialización supuso un cambio de paradigmas para la gran mayoría de procesos manufactureros durante finales del siglo XIX e inicios del siglo XX.

En la actualidad, en pleno apogeo del siglo XXI, la transformación digital ha ayudado que procesos industriales puedan dar un paso más allá y mutar hacia algo que nos acerque más a la optimización. Dentro de ello, el diseño 3D sirve como una herramienta vital en estos días para ayudar a empresas de todos los tamaños y giros a encontrar mejores alternativas de fabricación a bajo coste y con alta precisión.

Ahora bien, ¿por qué esta solución es más relevante que técnicas y procesos más tradicionales? Seguro te estarás preguntando y, la realidad, es que el diseño 3D puede hacer lo que el diseño industrial no podía hacer hace algunos años: acelerar las tareas de industrialización de productos para lanzarlos antes al mercado, y todo esto con mayores índices de eficiencia y calidad.

Sin embargo, para responder bien a esa interrogante es necesario ir hacia la base de todo el asunto y definir con precisión lo que es el diseño 3D y lo que puede aportar a una organización.

Luego de esclarecer este punto, te mostraremos las características y potencialidades de una buena solución 3D para tu empresa y sus operaciones.

¡Buena lectura!

¿Qué es el diseño 3D?

Probablemente ya conozcas algunos conceptos o, posiblemente, ya hayas tenido participación dentro de un proyecto de diseño 3D. No obstante, es necesario dejar bien en claro lo que es, para poder definir luego sus aportes y características sin que nada quede fuera de lugar.

Se trata un conjunto de técnicas, aplicaciones y recursos de diseño que permiten proyectar imágenes y objetos en tres dimensiones. En principio todo el proceso consiste en conceptualizar los objetos, construcciones y piezas en 3D antes de construirlas en la vida real.

De esta manera, gracias a la tecnología y los gráficos de computadoras modernas, es posible usar el diseño 3D para múltiples propósitos.

Ahora sí, ya que dejamos claro el concepto central del tema que nos ocupa en este artículo, podemos ahondar en las ventajas que provee para cualquier empresa, sin importar el giro en que se encuentre o el tamaño que tenga.

Ventajas del diseño 3D

Dentro de los diferentes proyectos de diseño y desarrollo de productos, la validación y la prueba de prototipos constituyen fases claves para asegurar el funcionamiento y el cumplimiento de su fin. Y, con el diseño 3D es posible generar crear digitalmente los productos en tres dimensiones y realizar testeos para poder validar elementos como la forma, ergonomía, tamaño, incluso la aerodinámica antes de manufacturarlo.

Esto produce, sin lugar a dudas, una comunicación más eficiente, efectiva y positiva con clientes y proveedores, así como la obtención de conclusiones valiosas y oportunas para mejorar la calidad del producto que en el que se está trabajando.

Es un hecho que la tecnología 3D está logrando revolucionar el giro industrial en todos los países. Y es que no es para menos: sus ventajas sobrepasan con creces a la tecnología y procesos que le anteceden.

Por ejemplo, la fabricación aditiva o en 3D puede crear un objeto desde cero —y nos referimos también a su idealización— en cuestión de horas. Esto supera por mucho las técnicas de fabricación tradicionales.

Por ejemplo, hace algunos pocos años atrás, para tener un producto terminado en tus manos, o siquiera un prototipo de él, se requerían semanas o meses para generar el diseño, los moldes, las máquinas y generar un proceso de fabricación integral que pudiese sostener la estrategia comercial.

¿Qué ha cambiado? Pues, que gracias al diseño 3D y la fabricación aditiva es posible lanzar un producto considerablemente antes, lo que provoca un ahorro de tiempo y capital para cualquier tipo de empresa de manufactura.

Ahora sí, hablemos a fondo de las ventajas específicas que aporta el diseño 3D:

Agilidad

El diseño 3D aporta un factor de rapidez o agilidad que, hace algunos años, solo hubiese sido posible al ver una película de ciencia ficción. La tecnología que hace esta técnica posible aporta mucha versatilidad para la creación de productos y piezas en general.

Esto lo convierte en una alternativa rápida y precisa para la generación de artículos comerciales a través de programas de diseño digital o software CAD, para luego ser manufacturados por las famosas impresoras 3D.

Asimismo, es posible incluir varios proyectos en una misma línea de impresión para agregar un factor de simultaneidad sin importar la forma o el tamaño que tengan entre sí.

¿Qué resulta de todo esto? Pues, evidentemente, en procesos de idealización y generación de productos más ágiles, donde las empresas puedan lanzar sus artículos al mercado en tiempos muy cortos para aprovechar el elemento de la novedad y sorprender a sus clientes potenciales.

Reducción de costos

Por otro lado, el diseño 3D puede sustituir varias etapas de la creación de artículos y reducir los tiempos sustancialmente.

Esta característica les permite a las empresas ahorrar semanas o incluso meses del proceso de diseño y manufactura de un producto nuevo, así como un recorte de gastos en materiales, moldes, maquinaria, personal y largos procesos de testeo que, en ocasiones, dejaban a las organizaciones fuera del juego antes de empezar a participar en él.

En la manufactura 3D el material utilizado es exactamente el requerido por cada pieza, por lo que los desperdicios son casi cero —o un número muy cercano a esto—, lo que ocasiona que las empresas, sobre todo las pequeñas y medianas, puedan competir con las más grandes y antiguas de su giro.

Por lo que el diseño 3D permite eficientar las operaciones de conceptualización, idealización y creación de piezas o productos optimizando los recursos utilizados para ello, al mismo tiempo que acelera todo proceso, dejando una brecha de oportunidad muy atractiva para las empresas de cara al mercado.

Creación de prototipos práctica y ágil

Hace algunos años, tener un prototipo de tu producto en las manos solo era posible luego de semanas, meses e incluso años de arduo trabajo y un capital considerable, de acuerdo al tipo de artículo que planeabas manufacturar. ¡Pero esto cambió!

Con el diseño 3D, junto con la impresión en tres dimensiones, es posible materializar un boceto de producto en cuestión de horas. Y adelantar mucho del trabajo de modelado, ergonomía, pruebas, entre otros, para salir al mercado.

Personalización y diseños perfectos

Una de las grandes ventajas que provee el diseño 3D, a cualquier tipo de emprendedor es la posibilidad de adquirir impresoras 3D caseras y poder crear artículos y piezas exactamente como lo requieras o necesites. De esta manera se elimina el hecho de dejarle esta responsabilidad a terceros y que ocurran fallas en la comunicación, malinterpretaciones de concepto y que esto termine por ocasionar retrasos y pérdidas de capital para la empresa.

Tan solo se debe diseñar el producto digitalmente a través de softwares CAD y esto es lo que se terminará plasmando en la realidad. Por lo que las oportunidades de personalizar, modificar y mejorar tu producto son infinitas. El gran factor que permite todo esto es que las impresoras no se les dificulta el generar curvas o rectas. Por lo que reproducirá el artículo tal cual se ve en el diseño digital.

Así, cada objeto que crees a partir del diseño 3D tendrá tu sello y tu originalidad, dejando atrás modelos genéricos y piezas universales que no aportan personalidad a las creaciones.

Producción sustentable

Para nadie es un secreto que la industrialización a través de los años ha provocado serias consecuencias en nuestro medio ambiente. Y es que los métodos para crear objetos desde cero, incluso, en la formación de las materias primas, llevan a las industrias a desechar y expulsar grandes cantidades de sustancias tóxicas al medio ambiente, provocando su deterioro.

En este sentido, el diseño y el modelado 3D han traído a la mesa una alternativa mucho más ecológica y responsable para que los emprendedores y empresarios del mundo puedan apoyarse en ella, ahorrar dinero, eficientar sus operaciones y, además, cuidar al planeta.

¿Podemos decir que esta solución más que ser una opción atractiva se ha convertido en la más viable y lógica de cara al futuro? Pues, con toda responsabilidad decimos que sí. Y es que el diseño 3D, más allá de brindarle a las personas y organizaciones un método de crear artículos desde la casa u oficina, ha provocado todo un movimiento en pro de la utilización de mejores técnicas para suplir las demandas del mercado.

Por otra parte, dentro del diseño e impresión 3D se vienen contemplando y, tomando cada vez más relevancia, la utilización de materiales biodegradables y reciclados para la ejecución de esta alternativa. Dándonos una razón más para apoyarla y tomarla como una opción ideal para cualquier tipo de actividad comercial.

Reducción de riesgos

Durante el proceso de fabricación tradicional, es decir, a través de líneas de ensamblaje —mecánicas o manuales— es habitual encontrar prototipos defectuosos que les cuestan dinero y tiempo a las empresas, sobre todo, aquellas pequeñas. Por si fuese poco, durante el proceso de modificación de estos prototipos, nadie puede asegurar que el diseño pueda resolver esos errores.

Por otro lado, gracias al diseño 3D se puede eliminar completamente este riesgo. Al tener la posibilidad de verificar con prototipos los ajustes y empezar la producción general en poco tiempo y sin consumir muchos recursos.

Todas estas ventajas —y las que faltaron por nombrar— posicionan al diseño 3D como la alternativa más lógica e ideal para que empresas de todos los tamaños puedan incorporarse a la competencia de su giro sin arriesgar tanto en el intento.

Características de una buena solución de diseño 3D

Ahora bien, ¿qué se debe buscar dentro de una solución de diseño 3D para garantizar un proceso eficiente desde la conceptualización del producto, hasta su impresión o manufactura? ¡Descúbrelo a continuación!

1. Simplificación del diseño eléctrico

En muchos casos, sobre todo cuando una tecnología está en sus primeras etapas de desarrollo, el manejo de los softwares y herramientas resulta ser muy técnico y solo manejable por algunos pocos. Sin embargo, con la democratización de la impresión 3D, los programas de diseño 3D abundan y han ido evolucionando en su interfaz y uso.

Por lo que una característica infaltable dentro de una solución de este tipo debe ser un proceso de diseño 3D simplificado y muy intuitivo. Por lo que debe estar entre las prioridades para ti a la hora de buscar uno para tu empresa.

Asimismo, cuando se planea construir productos con componentes eléctricos internos, muchos pensarían que el diseño 3D y la impresión en tres dimensiones no podría incorporarlos, ¡pero sí puede! De hecho, una buena solución en este rubro permite que los ingenieros puedan aplicar ciertas herramientas para integrar los sistemas eléctricos.

Esto para que dentro de tu proceso de producción, se puedan reducir el ciclo del diseño y desarrollo de productos. Dándole a tu organización la oportunidad de enfocarse más en la innovación de tus artículos y no tanto en el manejo del software.

2. Visualización

Antes de llevar un producto o prototipo del mismo a la realidad, esta solución debe permitir que puedas visualizar tu creación exactamente como se vería en la realidad, con calidad fotográfica. De esta manera, el encontrar una alternativa que permita animar y crear contenidos interactivos en tres dimensiones para poder vislumbrar lo que tu producto puede hacer, su forma, tamaño y proporción, es una ventaja competitiva que querrás tener.

Piénsalo así, en lugar de diseñar y manufacturar productos que tengas que modificar una y otra vez hasta encontrar el prototipo perfecto, puedes crear animaciones con gran calidad para testearlo digitalmente y comprobar que cumplen su propósito.

3. Comunicación técnica

Dentro del diseño y el modelado 3D, el permitir una comunicación efectiva entre los integrantes del proyecto es vital para garantizar un correcto funcionamiento, tanto de la planificación general como del producto final. Por ello, el contar con una plataforma que permita generar archivos y documentos para estimular una comunicación técnica eficiente es vital para los fines comerciales y operativos de una empresa.

Una solución ideal es capaz de proveer de manera automática los documentos de inspección requeridos y estandarizados, de manera que otros departamentos y colaboradores puedan auditar, revisar y utilizar estos datos para otros fines.

Por ejemplo, la reutilización de los datos en 3D para generar gráficos de alta calidad con el fin de presentarlos en reuniones y demostraciones, de manera interactiva —es decir, que reaccionen ante estímulos digitales— permite que los miembros de otras áreas, socios e inversionistas puedan entender de mucha mejor forma el funcionamiento de un producto antes de empezar a producirlo.

Por ello, una herramienta de diseño que permita una comunicación efectiva debe tener:

  • Una interfaz con herramientas de diseño desde la conceptualización de un objeto.
  • Una plataforma de inspección para que otros colaboradores puedan revisar el avance o el resultado final con gran calidad gráfica y con animaciones interactivas.
  • La posibilidad de visualizar el diseño basado en el modelo creado digitalmente para encontrar aciertos y errores en el proceso.
  • Poder compartir estos diseños con compañeros, superiores, clientes y potenciales externos y acelerar el proceso.

4. Colaboración

Ya que hablamos de la comunicación —un pilar fundamental para la colaboración eficiente—, se debe buscar una alternativa de diseño 3D que posicione la colaboración entre integrantes y agentes externos de manera eficiente. ¿Qué quiere decir esto? Pues, que un software o herramienta debe permitir colaborar a través de plataformas sociales integradas con administradores, clientes, proveedores y cualquier parte interesada en el proyecto.

Sin lugar a dudas, durante el desarrollo del producto, la colaboración surge como una parte fundamental del éxito de todo el proceso al permitir la innovación grupal y la verificación con el fin de evitar incongruencias y malas interpretaciones conceptuales que puedan causar retrasados y pérdidas de capital.

5. Soluciones de simulación

Dentro de las mieles que tiene el diseño 3D es poder ejecutar simulaciones realistas exactas para comprobar ciertas características de los productos y las piezas antes de llevarlo a la realidad. Esto aporta la posibilidad de predecir el comportamiento físico de los productos en el mundo real a través de pruebas de modelos de CAD.

Ahora bien, te preguntarás qué es CAD. Es otro término con el que seguramente has convivido, pero conviene abordarlo con mayor profundidad para entender en su justa dimensión las características de una solución de diseño 3D.

¿Qué es CAD?

El diseño asistido por computadora o Computer-Aided Design, consiste en el uso de programas informáticos para generar, alterar, analizar y archivar representaciones gráficas en 2D y 3D de objetos físicos a manera de alternativa de los diseños manuales o prototipos físicos de los productos.

El CAD está presente en casi todos los efectos especiales creados a partir de computadoras, por ejemplo, como en el cine, para brindar una visual casi exacta de cómo se vería en la realidad.

Entonces, dicho esto, una característica fundamental dentro de una solución de diseño 3D que pueda proveer de suficientes funciones a una empresa, la simulación debe ser una de las primordiales.

De hecho, existen varias opciones en el mercado que le permiten a los diseñadores ejecutar:

  • Análisis estructural: para permitir el estudio de elementos finitos (FEA) y predecir el comportamiento físico real de un objeto mediante las pruebas digitales de modelos CAD.
  • Flujo de fluidos: con el fin de simular el flujo de elementos como el agua y el aire, para determinar el calor y las fuerzas que le imprimen, para medir estas interacciones y modificar el diseño. Por ejemplo, durante la creación de un nuevo automóvil para determinar su aerodinámica.
  • Flujo de plástico: teniendo en cuenta las condiciones físicas del objeto a la hora de inyectarle plástico derretido dentro de sus cavidades y emitir resultados que puedan ayudar a los ingenieros y diseñadores de moldes, así como al proceso de inyección de manufactura con el fin de validar y optimizar sus productos.
  • Sustentabilidad: como otro aspecto clave, la sustentabilidad permite a los diseñadores poder simular los impactos de la manufactura hacia el medio ambiente. Por ejemplo, determinar el ciclo de vida de un producto, y los efectos sus materiales, proceso de creación, ensamblado, transporte, uso y desecho, con el fin de medir su desempeño y mejorarlo en pro de la conversación del planeta.
  • Ingeniería estructural: para poder construir digitalmente escenarios de materiales, contactos, manejo y resolver de manera sencilla deformaciones del comportamiento estructural de los productos.
  • Diseño estructural: además, que permita estudiar el comportamiento del diseño, para explorar diferentes opciones del mismo y evaluar sus efectos de cara al rendimiento general del producto.

6. Almacenamiento en la nube

Asimismo, una solución ideal del diseño 3D es la que permite utilizar herramientas, descargar datos y almacenarlos en una plataforma basada en la nube que estimule la colaboración y la preservación de los datos.

Esta alternativa le provee a las empresas una flexibilización de sus capacidades y le permite a los diseñadores poder crear, modificar e informar sus creaciones con mayor facilidad, desde una interfaz que puede ser usada desde cualquier computador con acceso a Internet.

7. Integración con cursos y certificaciones

Por otro lado, el contar con una solución que tenga la opción de incorporar apartados educativos y formativos para el beneficio de todas las partes involucradas en el proceso de diseño y de revisión del mismo, es un activo sumamente valioso para aquellas organizaciones que apuestan a la capacitación y formación de sus elementos.

De esta forma, el equipo de trabajo podrá estar siendo entrenado constantemente en las mejores técnicas y herramientas que pueden agregar valor de manera sustancial a la empresa con el objetivo de eficientar estas etapas de generación de productos.

Conclusión

Con todo lo dicho a lo largo de este artículo queda muy claro que el diseño 3D no solo supone un incremento en la productividad de las empresas de todos los tamaños. También funciona como una plataforma que democratiza la producción de productos y prototipos, de manera que cualquier tipo de emprendedor y empresario pueda ingresar a su giro con artículos novedosos y de alta calidad.

¡No lo dudes más! Es momento de sumar a tu empresa a la ola de la transformación digital.

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