Cómo Microsoft usa la Form 4L y la Serie Fuse de Formlabs para mantenerse a la vanguardia tecnológica
Hay múltiples razones por las que Microsoft —uno de los referentes indiscutidos de la industria tecnológica global— se mantuvo durante décadas en la vanguardia del hardware y el software. Liderar un sector tan dinámico exige velocidad sin resignar calidad, una búsqueda constante de las mejores ideas y un estándar de exigencia aplicado a cada componente.
Durante ocho años, Mark Honschke lideró el área de prototipado rápido en el Advanced Prototyping Center (APC) de Microsoft, el lugar donde se diseña, testea y desarrolla el 95% de los productos de hardware de la compañía. El APC encarna el compromiso de Microsoft con la velocidad: Honschke describe el trabajo del centro como “correr una maratón al ritmo de un velocista”. Su equipo recibe pedidos de más de 80 categorías de hardware —y múltiples equipos dentro de cada una— con un tiempo de entrega constante de 24 horas.
La incorporación de la Form 4 y la Form 4L a la flota permitió a Honschke sumar más turnos de impresión, pasando algunas producciones del modo nocturno a un esquema de “producción diurna” para acelerar la iteración y mejorar la productividad. Además de las impresoras SLA de escritorio y banco de trabajo de Formlabs, el APC también opera dos impresoras Serie Fuse de sinterizado selectivo por láser (SLS) para piezas funcionales de nylon de calidad para uso final.
“La Form 4 es nuestra primera opción para proyectos que requieren tolerancias ajustadas y materiales de ingeniería. Produce piezas de alto rendimiento con tiempos de impresión increíblemente rápidos, y le permite a nuestro equipo generar múltiples iteraciones en un período de 24 horas.”
— Mark Honschke, Additive Prototyping Lead en el Advanced Prototyping Center de Microsoft
Cómo encajan las impresoras 3D de Formlabs en Microsoft
El APC tiene múltiples impresoras corriendo todos los días y todas las noches. Con 80 categorías de producto y distintos proyectos dentro de cada una, cada jornada puede traer piezas diferentes, pero el volumen es siempre constante. Para atender ese flujo continuo de pedidos, el centro cuenta con varias impresoras FDM, dos impresoras SLS Fuse 1+ 30W de Formlabs, siete máquinas PolyJet a todo color, y cinco impresoras SLA de Formlabs —incluyendo la Form 4 y la Form 4L.
El equipo de Honschke funciona como un bureau de servicios interno: evalúan qué material y qué máquina se adaptan mejor a cada pieza, lo discuten con quien hizo el pedido y luego preparan, imprimen, posprocessan y entregan, todo en menos de 24 horas.
Este modelo de bureau de servicios, aunque increíblemente ágil, todavía no era suficientemente rápido para un grupo específico dentro de Microsoft: los Arquitectos de Producto.
“Los Arquitectos trabajan en el espacio entre los diseñadores y los ingenieros. Toman la información del equipo de diseño, crean un boceto y prototiпan hasta que los diseñadores quedan satisfechos con la experiencia del producto. Después lo pasan a los ingenieros para que lo lleven a producción”, explica Honschke. “Están constantemente operando en esa zona de cielo abierto, y no siempre sobre el mismo cronograma.”
El APC necesitaba capacidad de impresión extra: fácil de usar, accesible, rápida y capaz de entregar piezas de alta calidad en una amplia variedad de materiales. Fue un Arquitecto que había trabajado con equipos Formlabs en su empleo anterior quien sugirió empezar con la Form 3 —aunque rápidamente eso se amplió para incluir la Form 3L, la Fuse 1+ 30W, la Form 4 y, finalmente, la Form 4L.
“Para mí, la tecnología de Formlabs es básicamente una herramienta que tenemos que tener. Una parte importante de mi trabajo consiste en analizar la flota de impresoras frente al tipo de pedidos que recibimos, identificar los huecos en nuestras capacidades y encontrar la tecnología adecuada para cubrirlos. Formlabs cumple un rol muy específico para nosotros. No es impresión 3D genérica —aunque Formlabs también lo hace muy bien—. Es materiales de grado ingenieril a alta resolución y con un acabado superficial de calidad.”
— Mark Honschke, Additive Prototyping Lead en el Advanced Prototyping Center de Microsoft
La versatilidad de materiales y la variedad de propiedades mecánicas disponibles en el ecosistema Formlabs le permiten al equipo elegir la resina ideal para cada trabajo. Poder cambiar de material fácilmente —incluso varias veces al día, gracias a los tiempos de impresión rápidos de la Form 4 y la Form 4L— significa que el equipo de Honschke puede usar siempre la mejor resina para cada tarea, sin tener que resignarse a lo que ya está cargado en la impresora por practicidad.
“La Tough 2000 Resin es nuestro material estrella. Grey Pro y Tough 2000 ofrecen resistencia de grado ingenieril a una resolución altísima, algo que prácticamente no encontramos en ninguna otra tecnología”, señala Honschke.
La incorporación de la Form 4 al APC de Microsoft
En el APC, Honschke acepta pedidos hasta aproximadamente las 16:00 hs antes de poner las impresoras a correr durante la noche. A la mañana siguiente, una vez retiradas las piezas, posprocesadas y entregadas, el equipo identifica nuevos pedidos que puedan completarse como producciones diurnas. Una impresora de alta precisión capaz de convertir una tarea nocturna en una diurna puede mejorar drásticamente la productividad de toda la flota.
“Una pieza que imprimía en la Form 3+ tardaba 8 horas y 19 minutos. En la Form 4 tardó apenas poco más de dos horas. Eso nos permite usar estas impresoras para producciones durante el día, especialmente con la nueva velocidad que estamos viendo: la Form 3+ no era considerada tecnología para producción diurna”, cuenta Honschke.
Para un laboratorio que maneja el volumen que tiene el APC —cientos de piezas por semana— poder completar una tarea durante el día en lugar de esperar toda la noche mantiene el flujo de trabajo de Microsoft funcionando sin fricciones. Algunas piezas corresponden a productos nuevos que todavía están en etapas tempranas de diseño, donde una idea brillante no puede esperar hasta el día siguiente. Otras son correcciones de fábrica y rediseños que pueden mantener la producción en marcha o ahorrar tiempo y dinero en el proceso de ensamblaje.
“Poder iterar múltiples veces en un período de 24 horas es el objetivo de nuestro laboratorio. Todo el mundo está haciendo un pedido, y algunas de esas respuestas dependen mucho del tiempo. Necesitan entender por qué una pieza puede estar fallando para volver a la fábrica y decirles: ‘Acá está el cambio en la geometría para que esto funcione’“, nos explicó Honschke.
Desde que incorporaron la Form 4 al flujo de trabajo, el equipo imprime varias veces al día y pudo transferir inmediatamente parte de la capacidad de otras impresoras SLA. “Estábamos imprimiendo a los pocos minutos de encender la máquina. La configuración inicial fue muy sencilla. Nos gustó mucho el nuevo diseño del limpiaparabrisas y el nuevo mecanismo de traba para los tanques de resina”, destaca Honschke.
La velocidad y la facilidad de uso son fundamentales, pero no lo son todo cuando se trata de impresiones exitosas. El acabado superficial y la calidad de impresión siguen siendo primordiales: muchas de estas piezas van a ser unidades de aprobación de diseño final o maquetas, y necesitan estar a la altura.
“En algunas piezas pequeñas noté que el acabado superficial tiende a ser mejor que en las impresoras anteriores. Para piezas transparentes siempre elegimos Formlabs porque obtenemos menos refracción entre capas y conseguimos una pieza genuinamente clara. Le digo a la gente que es lo más cercano a completamente transparente que se puede lograr en resina SLA”, afirma Honschke.
Form 4L: más formato, más posibilidades en el APC
Desde que incorporaron la Form 4L al APC, Honschke y su colega Ryan Laprise pudieron aceptar más trabajos y aumentar el throughput del centro.
Recientemente, un colega solicitó una carcasa para tablet que era más grande que el volumen de construcción de las impresoras Form 4 del laboratorio y necesitaba estar lista rápido. “Este es un trabajo que no podíamos hacer antes de la Form 4L; el tiempo de entrega habría sido demasiado largo y la impresión 3D no hubiera sido una opción. Habría frenado el proceso iterativo”, explica Honschke. El equipo de impresión 3D procesó los prototipos en la Form 4L y entregó las piezas esa misma tarde. “A cuatro horas, es un cambio de juego si podemos lograrlo”, resume Honschke.
Pero el tiempo de impresión no es la única variable. El tiempo de preparación y el de posprocesado también impactan en la productividad y eficiencia del equipo. La Form 4L simplificó el flujo de trabajo de impresión 3D en resina del APC, reduciendo tanto la preparación como el acabado para llevar las piezas del concepto a la entrega todavía más rápido.
Form 4L: más formato, más posibilidades en el APC
El gran volumen de construcción de la Form 4L eliminó la necesidad de cortar piezas por la mitad, y le dio al equipo la opción de trabajar con piezas de gran formato tanto durante el día como en mayor volumen por la noche. En el posprocesado, los puntos de contacto más pequeños en los soportes redujeron el tiempo necesario para terminar las piezas.
El APC frecuentemente atiende pedidos de builds de prueba de concepto (POC) ensamblados que van desde consolas Xbox hasta tablets Surface, pasando por auriculares y mucho más. Pero como los componentes no se fabrican al mismo tiempo, la impresión 3D tiene que suplir esa brecha.
“Puede que reciban las placas de circuito una semana, pero los marcos internos llegan tres semanas después. Y necesitamos descubrir si la placa de circuito es medio milímetro más gruesa de lo esperado, lo que impide cerrar la tapa del case; por eso cuando hacemos estos builds, no son uno o dos, son 50 o 100 builds”, detalla Honschke.
Un pedido de POC reciente llegó para marcos internos de Xbox, cantidad 50, porque había problemas con la externalización de algunos componentes internos. “Dije: ‘Sí, podemos suministrar las 50 piezas, pero no podemos pulirlas todas’. Sin embargo, con la Form 4L no fue realmente un problema porque los soportes eran mucho más fáciles de retirar.”
“Pudimos hacer tres builds completos en tres días en lugar de una semana y media. La Form 4L ya se pagó sola con ese solo trabajo.”
— Mark Honschke, Additive Prototyping Lead en el Advanced Prototyping Center de Microsoft
Juntas, la Form 4 y la Form 4L abrieron una nueva oportunidad para el APC: si pueden obtener piezas de alta calidad a tanta velocidad, podrán ofrecer más servicios internamente para grandes builds de POC.
“Xbox hace uno o dos builds de POC por año, Surface hace dos o tres, y si podemos brindar ese servicio internamente, A) es mejor en términos de seguridad, y B) si somos más rápidos, podemos encontrar problemas más rápido. Creo que hay una buena oportunidad de negocio para la Form 4 y la Form 4L; creo que se va a demostrar que tiene sentido contratar personal específicamente para operarlas”, concluye Honschke.
Serie Fuse: piezas funcionales, el proceso más simple posible
Aunque la velocidad de la Form 4 y la Form 4L ayudó a aumentar el throughput del equipo de Honschke y les permitió asumir pedidos de mayor volumen en prototipado, recurren a tecnologías diferentes cuando se necesitan piezas con funcionalidad para uso final o prototipos funcionales más robustos.
A medida que el portfolio de productos de Microsoft creció, el APC tuvo que adaptarse. Incorporar tecnologías que se destacan en distintas aplicaciones es una de las formas en que pudieron acompañar el volumen creciente de pedidos de nuevas categorías de producto.
“A medida que Microsoft expandió sus categorías de productos, identificamos una demanda de prototipos de alta resolución que pudieran resistir el uso práctico: desde bandas para auriculares hasta cuerpos de controladores. SLS fue la mejor opción para producir estos prototipos”, señala Honschke.
Las impresoras SLS —u otras tecnologías de fusión en lecho de polvo como MJF— son el recurso indicado para piezas de prototipado funcional: componentes que se imprimen con alta precisión dimensional pero que también aguantan ser doblados, estirados, sentados encima o metidos de cualquier manera en una funda. Cuando el APC evaluó qué tipo de impresora de polvo incorporar a su flota, el pequeño tamaño y la facilidad de uso de la Serie Fuse fueron argumentos determinantes.
“La mayoría de los sistemas SLS estándar requieren mucho espacio, altos costos de instalación y son generalmente muy sucios para operar. Además de su naturaleza compacta, el sistema centrado en el usuario de Formlabs parece diseñado para eliminar las desventajas de los sistemas SLS estándar, y sus mejoras continuas hacen que crear piezas SLS sea lo menos complicado posible.”
— Mark Honschke, Additive Prototyping Lead en el Advanced Prototyping Center de Microsoft
La Serie Fuse ayudó a los equipos de ingeniería de manufactura a llevar productos a través de las etapas finales de aprobación antes de entrar en la producción masiva. Para la mayoría de los productos de Microsoft, ensamblajes complejos de múltiples piezas pueden fabricarse en distintas ubicaciones, y reunir todos los componentes de un build de POC final al mismo tiempo es difícil. Depender de los tiempos de proveedores logísticos y equipos de todo el mundo significa que las piezas pueden no llegar juntas, incluso cuando la fecha límite de aprobación está encima.
La Serie Fuse ayuda a crear builds de POC finales que simulan el producto fabricado para uso final, permitiendo analizar posibles problemas y hacer cambios rápidos antes de que se ordene cualquier herramental.
“Armar manualmente un set completo de piezas le ayuda a los ingenieros a entender los problemas de ajuste y ensamblaje que podrían retrasar la producción. Frecuentemente, por demoras en la fabricación de piezas o problemas de envío, es difícil tener todos los componentes listos para ejecutar el POC en el momento indicado —y ahí es donde brilla la Fuse. Ayuda a completar el set con piezas que simulan las fabricadas de manera tradicional”, explica Honschke.
Las mejoras continuas de Formlabs: una apuesta a largo plazo
Una parte importante del trabajo de Honschke es asegurarse de que el APC tenga las herramientas correctas para atender pedidos variados y en constante cambio. Escalar con Formlabs —tanto en tecnología SLA como SLS— les permitió responder más preguntas, más rápido.
Los avances tecnológicos de la Form 4 y la Form 4L significaron que Microsoft puede hacer más en un día, y la Serie Fuse entra en juego para mitigar cualquier dificultad en la cadena de suministro antes de que comience la fabricación para uso final. Para una compañía que corre una maratón al ritmo de un velocista —y lo hace desde hace décadas en la vanguardia tecnológica— la velocidad y confiabilidad de estas impresoras hacen que ese ritmo sea un poco más sostenible.
“Todas nuestras impresiones fueron bastante exitosas y, desde que pusimos en marcha la Form 4L, imprimimos casi exclusivamente en ella. Creo que está a la altura de lo que se espera de una impresora de próxima generación. Cuando llegue el momento de renovar nuestras impresoras, vamos a migrar a más Form 4 y Form 4L”, cierra Honschke.
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