Hasta 20.000 piezas al mes: Tesla optimiza la producción SLS con Fuse X1
En la planta de Tesla Giga Nevada, la nueva impresora Formlabs Fuse X1 permite fabricar componentes de grandes dimensiones en menos de 24 horas y aprovechar todo el volumen de impresión para producir simultáneamente miles de piezas funcionales.
En la planta de Tesla Giga Nevada, la nueva impresora Formlabs Fuse X1 permite fabricar componentes de grandes dimensiones en menos de 24 horas y aprovechar todo el volumen de impresión para producir simultáneamente miles de piezas funcionales.
La velocidad, la flexibilidad y la continuidad de la producción son requisitos esenciales para el departamento de fabricación aditiva de Tesla Giga Nevada.
Cada semana, el equipo produce entre 10.000 y 30.000 piezas para dar soporte a las operaciones de la planta. Entre ellas se incluyen prototipos, utillajes, dispositivos de fijación, herramientas y componentes destinados a las líneas de producción.
Muchos de estos pedidos deben completarse en menos de 24 horas. Para aumentar la capacidad de producción y fabricar piezas de mayores dimensiones, Tesla ha incorporado la nueva Formlabs Fuse X1, una impresora 3D industrial basada en la tecnología SLS (Selective Laser Sintering).
Componentes de grandes dimensiones divididos en varias partes para cumplir los plazos.
El departamento de fabricación aditiva de Tesla Giga Nevada recibe pedidos con plazos de entrega inferiores a 24 horas. Para cumplir estos tiempos, con las anteriores impresoras SLS de gran formato, Tesla utilizaba únicamente una parte de la altura de impresión disponible, con un máximo de 230 mm.
Por ello, las piezas de mayores dimensiones se dividían durante la fase de diseño CAD y posteriormente se pegaban, ensamblaban y lijaban.
Aunque este proceso permitía cumplir los plazos de entrega, requería operaciones adicionales de preparación y posprocesado, más trabajo manual y la incorporación de uniones que podían comprometer la resistencia y la precisión dimensional de las piezas.
Fuse X1: piezas completas en menos de 24 horas, impresas en una sola pieza.
La Fuse X1 dispone de un volumen de impresión de 330 × 330 × 565 mm. Gracias a su alta velocidad de impresión, Tesla puede aprovechar ahora toda la altura de la cámara de impresión y completar la mayoría de los trabajos en menos de 24 horas, en función del nivel de ocupación.
De este modo, las piezas de grandes dimensiones pueden fabricarse en una sola pieza, eliminando:
- La división del modelo CAD.
- El diseño de las uniones.
- El pegado y el ensamblaje.
- El acabado de las zonas unidas.
El resultado es un proceso más sencillo y eficiente, con menos operaciones manuales y componentes que ofrecen una mayor continuidad estructural.
Las ventajas de la impresión 3D SLS en polvo
En la impresión 3D SLS, un láser sinteriza de forma selectiva el material en polvo, construyendo la pieza capa a capa.
El polvo no sinterizado actúa como soporte durante el proceso, por lo que no es necesario utilizar estructuras de soporte específicas. Esto aporta importantes ventajas para la producción:
- Mayor libertad para diseñar geometrías complejas.
- Posibilidad de distribuir las piezas por todo el volumen de la cámara de impresión.
- Fabricación simultánea de diferentes componentes.
- Eliminación de la necesidad de retirar estructuras de soporte.
- Mejor aprovechamiento de la capacidad de la impresora.
Gracias al nesting tridimensional, las piezas pueden colocarse incluso unas sobre otras. De este modo, el volumen de impresión puede albergar componentes de diferentes formas y tamaños, aumentando la cantidad de piezas producidas en un mismo ciclo.
Hasta 20.000 componentes al mes
Uno de los ejemplos más representativos son los espaciadores antirrayado que Tesla utiliza para manipular componentes de vidrio sin dañarlos.
Antes de incorporar la Fuse X1, el departamento ya fabricaba entre 10.000 y 20.000 unidades al mes mediante impresión 3D SLS. Sin embargo, esta producción requería ciclos de impresión dedicados, lo que incrementaba el coste por pieza.
Con la Fuse X1, gracias al control térmico adaptativo, estos espaciadores pueden colocarse en los espacios libres alrededor de piezas de mayor tamaño, sin comprometer su precisión dimensional.
De este modo, Tesla aprovecha un volumen de impresión que, de otro modo, quedaría vacío, aumentando la densidad de cada trabajo y reduciendo el coste unitario.
Con los sistemas SLS anteriores, el coste por pieza hacía que el paso al moldeo por inyección resultara rentable tras dos o tres meses desde el inicio del proyecto. Con la Fuse X1, la reducción del coste unitario cambia este escenario y permite a Tesla mantener la fabricación aditiva durante todo el ciclo de vida de la aplicación, estimado en seis meses.
Más piezas de grandes dimensiones en el mismo ciclo, sin operaciones de posprocesado
La Fuse X1 también ha permitido optimizar la producción de utillajes y soportes de grandes dimensiones.
Con las anteriores impresoras 3D SLS, un utillaje de retrabajo debía dividirse en varias secciones para cumplir con las limitaciones de producción y posteriormente ensamblarse de forma manual.
Con la incorporación de la Fuse X1, Tesla puede fabricar cinco utillajes en una sola pieza en un único ciclo de impresión de 24 horas, eliminando casi una hora de trabajo manual por utillaje.
Otro ejemplo de aplicación son los soportes utilizados para transportar las lunas entre las diferentes plantas de Tesla.
Con las anteriores impresoras SLS de gran formato, cada soporte debía dividirse en dos secciones y posteriormente pegarse. En un ciclo de 24 horas, Tesla solo podía fabricar cuatro soportes completos. Para producir los ocho soportes necesarios eran necesarios dos ciclos de impresión y dos días.
Con la Fuse X1, Tesla imprime ocho soportes completos y monolíticos en el mismo ciclo de 24 horas. La productividad se duplica, se elimina el proceso de ensamblaje y toda la producción puede entregarse en un solo día en lugar de dos.
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PARÁMETRO
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ANTES
SISTEMA SLS DE GRAN FORMATO
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DESPUÉS
FORMLABS FUSE X1
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RESULTADO
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| Número de utillajes de retrabajo | 2 | 5 | 2,5× |
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Tiempo de preparación |
45 min | 5 min | -89% |
| Impresión y enfriamiento | 144 h (72h+72h) | 48 h (24h+24h) | -67% |
| Tiempo de ensamblaje |
~25 min por utillaje
~50 min en total
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0 min
Impreso en una sola pieza
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-100% |
Un flujo de producción más sencillo
La Fuse X1 incorpora un sistema de control térmico adaptativo que gestiona 13 zonas independientes dentro de la cámara de impresión, manteniendo una temperatura estable desde la primera hasta la última capa.
Esto se traduce en menores deformaciones, mayor estabilidad dimensional y resultados más repetibles, incluso cuando el volumen de impresión contiene piezas de diferentes formas y tamaños.
La transición entre un trabajo de impresión y el siguiente también es más rápida. Con los anteriores sistemas SLS de gran formato, las operaciones de limpieza y preparación requerían entre 45 y 60 minutos. Con la Fuse X1, el tiempo de espera entre dos impresiones se reduce a 5-10 minutos, y el cambio completo requiere menos de 15 minutos.
Según el equipo de Tesla, una sola Fuse X1 puede producir un volumen de piezas comparable al que anteriormente requería dos o tres sistemas SLS de gran formato, reduciendo el número de máquinas que es necesario gestionar y mantener.
Cuándo considerar la tecnología SLS
El caso de Tesla demuestra cómo la impresión 3D en polvo puede utilizarse no solo para el prototipado, sino también como parte de procesos de producción continuos.
La tecnología SLS resulta especialmente interesante para:
- Utillajes, plantillas y dispositivos de fijación.
- Soportes para montaje y manipulación.
- Repuestos y componentes para mantenimiento.
- Carcasas y piezas con geometrías complejas.
- Prototipos funcionales.
- Pequeñas y medianas series de piezas finales.
El papel de 3DZ
3DZ es distribuidor oficial y autorizado de Formlabs. Desde hace más de 15 años, ayudamos a las empresas a elegir la tecnología y la impresora 3D que mejor se adaptan a sus aplicaciones.
Nuestro análisis abarca todo el proceso de producción: la geometría de las piezas, las cantidades requeridas, los materiales, los plazos de entrega, la organización del posprocesado, la formación de los operadores y la asistencia técnica.
El objetivo es identificar la solución que mejor responda a las necesidades reales de producción de cada empresa.
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