Quality Improvement of Additive Manufacturing Processes through Lean Techniques

Abstract

El cambio o adición de un sistema entrelazado de impresión 3D, por su propia naturaleza, conlleva la irrupción de una serie de problemas que pueden no haberse tenido en cuenta desde la implantación, como la influencia directa de la temperatura en la calidad del producto fabricado, la necesidad de un aislamiento real para generar tejido biológico, o incluso la propia inexperiencia del personal. Es por ello, que la elección de un sistema o metodología de ataque a estos problemas basada en la mejora continua como la filosofía Lean, parece del todo acertada, sobretodo si se tiene en cuenta el éxito de esta filosofía en empresas de gran tamaño ya establecidas. El propósito de este proyecto es la aplicación de la filosofía y procesos Lean Manufacturing a un entorno dedicado a la impresión 3D, y la posterior entrega de planos de una estación de trabajo adaptada a medida que cumpla con estándares Lean y contribuya a la reducción de superficie útil dedicada. El estudio se centra por tanto en una institución tipo: la empresa perteneciente a la Universidad de Twente (Holanda) que satisface la demanda de prototipado mediante fabricación aditiva para clientes de la región. Los resultados que este estudio pretende ofrecer, son válidos tanto para un entorno limitado de fabricación como puede serlo el laboratorio de una universidad de gran tamaño, como para una empresa dedicada puramente a la manufactura. El diseño final de la solución implantada en la University of Twente, es escalable a cualquier otro centro con un espacio dedicado a la impresión 3D con, al menos 10 m2 disponibles.

The change or addition of an interlaced system of 3D printing, by its very nature, involves the emergence of a series of problems that may not have been taken into account since the implementation, such as the direct influence of temperature on the quality of the manufactured product, the need for real isolation to generate biological tissue, or even the inexperience of the staff. That is why the choice of a system or methodology to attack these problems based on continuous improvement such as the Lean philosophy, seems entirely correct, especially if one takes into account the success of this philosophy in large companies already established . The purpose of this project is the application of Lean Manufacturing philosophy and processes to an environment dedicated to 3D printing, and the subsequent delivery of plans of a workstation adapted as it complies with Lean standards and contributes to the reduction of surface Useful dedicated. The study therefore focuses on a typical institution: the company belonging to the University of Twente (The Netherlands) that satisfies the demand for prototyping through additive manufacturing for customers in the Overjissel region. The results that this study aims to offer are valid both for a limited manufacturing environment such as the laboratory of a large university, and for a company dedicated purely to manufacturing. The final design of the solution implemented at the University of Twente is scalable to any other center with a space dedicated to 3D printing with at least 10 m2 available.