Categoría: Diseño Industrial
Tiempo estimado de lectura: 8-10 minutos
Autor: Miguel Barrio · MBR Design Studio
Introducción
Cuando una empresa empieza a desarrollar un nuevo producto físico, es habitual centrar la atención en la idea, la estética o las funcionalidades que tendrá.
Sin embargo, muchas decisiones tomadas durante las primeras fases de diseño y desarrollo de producto tienen un impacto directo en algo que llegará más adelante: los costes de fabricación.
Un producto puede parecer sencillo sobre el papel y convertirse en un desarrollo complejo cuando llega el momento de producirlo.
Geometrías difíciles de fabricar, demasiadas piezas, materiales mal seleccionados o tolerancias demasiado exigentes pueden aumentar los costes, retrasar la producción e incluso obligar a rediseñar parte del producto.
En mi experiencia desarrollando productos físicos, cada vez doy más importancia a pensar en fabricación desde las primeras etapas del diseño.
No se trata únicamente de crear un objeto atractivo.
Se trata de desarrollar un producto que pueda fabricarse de forma eficiente, fiable y rentable.
En este artículo veremos 5 errores de diseño que pueden aumentar los costes de fabricación y cómo evitarlos mediante un enfoque de diseño orientado a la producción.
1. Diseñar sin tener en cuenta el proceso de fabricación
Uno de los errores más comunes durante el desarrollo de un producto es diseñar una pieza sin pensar cómo se va a fabricar.
Durante la fase conceptual es fácil centrarse únicamente en la forma final del producto. Pero una geometría puede ser técnicamente posible y, al mismo tiempo, resultar complicada o cara de producir.
Por ejemplo, una pieza con muchos detalles superficiales, cambios bruscos de sección o zonas difíciles de mecanizar puede requerir procesos más lentos o herramientas específicas.
Lo mismo ocurre cuando se diseña para un proceso de fabricación concreto sin conocer realmente sus limitaciones.
Una pieza pensada para impresión 3D no debería diseñarse exactamente igual que una pieza preparada para inyección de plástico o mecanizado.
Cada tecnología tiene sus propias reglas.
Por eso, la fabricación no debería considerarse una fase posterior al diseño.
Debería formar parte de las decisiones iniciales del desarrollo de producto.
¿Cómo evitar este error?
Antes de definir completamente una geometría conviene responder algunas preguntas:
- ¿Qué proceso de fabricación se utilizará?
- ¿Qué limitaciones tiene esa tecnología?
- ¿Qué tolerancias son realmente necesarias?
- ¿Qué partes pueden simplificarse?
- ¿Qué cantidad de unidades se prevé fabricar?
- ¿El diseño está preparado para escalar la producción?
Estas decisiones ayudan a evitar modificaciones costosas cuando el producto ya está avanzado.
2. Crear demasiadas piezas cuando existe una solución más simple
Otro error habitual es dividir un producto en más componentes de los necesarios.
Cada pieza adicional puede implicar:
- Más operaciones de fabricación.
- Más proveedores.
- Más tiempo de montaje.
- Más puntos posibles de fallo.
- Más controles de calidad.
- Mayor complejidad logística.
En algunos casos, separar piezas es necesario por motivos técnicos, mantenimiento o fabricación.
Pero otras veces ocurre porque durante el diseño no se han estudiado suficientes alternativas.
Reducir componentes no significa eliminar complejidad de forma automática.
Significa analizar si cada pieza aporta realmente un valor al producto.
Por ejemplo, una modificación de geometría puede permitir integrar dos componentes en una única pieza, reducir operaciones de montaje o simplificar el mantenimiento.
Este tipo de decisiones forman parte del diseño para fabricación (DfM) y pueden tener un impacto importante en los costes de fabricación.
Un buen diseño busca el equilibrio entre funcionalidad, fabricación, montaje y mantenimiento.
3. Elegir materiales sin considerar el coste real
El material de un producto influye mucho más allá de su precio por kilogramo.
Una elección incorrecta puede afectar a:
- El proceso de fabricación.
- El tiempo de producción.
- La necesidad de tratamientos posteriores.
- La resistencia necesaria.
- La disponibilidad del material.
- El peso del producto.
- El coste de cada unidad.
A veces se selecciona un material únicamente porque parece la opción más premium o porque se utiliza habitualmente en productos similares.
Pero la mejor elección depende del contexto.
Un prototipo funcional puede necesitar unas propiedades diferentes que un producto preparado para fabricar miles de unidades.
Del mismo modo, un producto fabricado mediante fabricación aditiva tendrá unas posibilidades de diseño diferentes a otro fabricado mediante inyección, mecanizado o procesos convencionales.
En diseño industrial, elegir un material adecuado no consiste necesariamente en buscar el más avanzado.
Consiste en encontrar un equilibrio entre prestaciones, coste, disponibilidad y proceso productivo.
4. Definir tolerancias demasiado exigentes
Las tolerancias son una parte fundamental del diseño de producto.
Indican cuánto puede variar una dimensión respecto a la medida ideal.
El problema aparece cuando se establecen tolerancias más estrictas de lo necesario.
Una tolerancia excesivamente ajustada puede requerir:
- Procesos de fabricación más precisos.
- Maquinaria más cara.
- Más controles de calidad.
- Más tiempo de producción.
- Mayor porcentaje de piezas rechazadas.
No todas las zonas de un producto necesitan la misma precisión.
Un encaje mecánico importante puede requerir una tolerancia concreta.
Pero una superficie estética o una pieza sin función crítica probablemente no.
Diseñar con criterio significa definir la precisión necesaria para cada parte del producto, no aplicar el máximo nivel de exigencia en toda la geometría.
Además, las tolerancias deben entenderse en relación con el proceso de fabricación elegido.
Una tolerancia viable en un proceso puede ser innecesariamente exigente en otro.
5. No validar el diseño antes de fabricar
Uno de los errores que más costes puede generar es pasar directamente del diseño CAD a la fabricación final.
Un modelo 3D puede parecer correcto en pantalla y presentar problemas cuando se convierte en un objeto físico.
Algunos problemas habituales que pueden aparecer durante la validación son:
- Piezas que no encajan.
- Problemas ergonómicos.
- Dificultades de montaje.
- Fallos estructurales.
- Dimensiones poco adecuadas.
- Interferencias entre componentes.
- Problemas derivados de las tolerancias.
Por eso, el prototipado no debería entenderse únicamente como una versión preliminar del producto.
Es una herramienta para aprender antes de comprometer recursos en una fabricación más costosa.
Especialmente durante las primeras fases de desarrollo, un prototipo físico puede permitir detectar errores cuando todavía es relativamente sencillo modificar el diseño.
La impresión 3D puede resultar especialmente útil en este punto porque permite fabricar, probar, modificar y volver a fabricar con rapidez.
El objetivo no es fabricar prototipos por fabricar.
Cada prototipo debería responder a una pregunta concreta:
¿Qué necesitamos comprobar antes de seguir avanzando?
Diseñar para fabricar: una forma diferente de entender el producto
Con el tiempo he ido cambiando mi forma de trabajar.
Al principio es fácil pensar que el diseño termina cuando la forma está definida.
Pero cuando un producto tiene que fabricarse aparecen muchas más preguntas:
- ¿Cómo se producirá?
- ¿Cuánto costará cada unidad?
- ¿Será sencillo montarlo?
- ¿Qué tolerancias necesita?
- ¿Podrá escalarse la producción?
- ¿Qué ocurrirá si el producto se fabrica mediante impresión 3D?
Estas decisiones no deberían aparecer al final del proyecto.
Forman parte del desarrollo de producto desde sus primeras fases.
El diseño para fabricación, o Design for Manufacturing (DfM), busca precisamente esto: crear productos que no solo funcionen y tengan una buena apariencia, sino que también sean eficientes de producir.
Cuando el proceso elegido es la fabricación aditiva aparece además el Design for Additive Manufacturing (DfAM).
En ese caso, aspectos como la orientación de la pieza, los soportes, la geometría, las tolerancias, el material y el tiempo de impresión pueden tener un impacto directo en el coste y en la viabilidad de fabricación.
Esto es especialmente importante cuando la impresión 3D no se utiliza únicamente para crear prototipos, sino como método de producción.
La mejor forma de reducir los costes de fabricación es tomar mejores decisiones al principio
Reducir los costes de fabricación no siempre significa utilizar materiales más baratos o eliminar funcionalidades.
Muchas veces consiste en evitar errores que podrían haberse detectado durante la fase de diseño.
Un buen desarrollo de producto permite encontrar un equilibrio entre:
- Experiencia de usuario.
- Viabilidad técnica.
- Coste de producción.
- Calidad final.
- Facilidad de montaje.
- Mantenimiento.
- Escalabilidad.
Las decisiones tomadas durante las primeras etapas tienen un impacto mucho mayor del que parece.
Por eso, antes de fabricar un producto, merece la pena dedicar tiempo a entender cómo debe diseñarse para llegar al mercado.
Del diseño al producto fabricable
En MBR Design Studio entendemos el desarrollo de producto como un proceso conectado.
No se trata simplemente de crear un modelo 3D y entregarlo.
Dependiendo del proyecto, el trabajo puede incluir:
Idea → análisis → diseño conceptual → CAD 3D → desarrollo técnico → prototipado → validación → optimización → preparación para fabricación
Esta forma de trabajar permite detectar problemas antes de que se conviertan en costes de fabricación.
También permite intervenir únicamente en la fase que necesita el proyecto: desde el desarrollo de una idea inicial hasta el rediseño de una pieza que ya está siendo fabricada.
Nuestro enfoque combina diseño industrial, desarrollo de producto, CAD 3D, prototipado, diseño para fabricación y fabricación aditiva.
Un ejemplo: diseño, prototipado y fabricación aditiva
Un buen ejemplo de esta relación entre diseño y fabricación es el desarrollo de PIP, un pin magnético porta dorsales para corredores.
El proyecto implicó trabajar sobre la geometría del producto, el sistema magnético, las dimensiones y el montaje mediante desarrollo CAD y prototipos físicos.
La impresión 3D permitió iterar rápidamente sobre el diseño y comprobar diferentes aspectos del producto antes de avanzar.
Además, se aplicaron criterios de DfAM para simplificar el producto y facilitar su fabricación mediante impresión 3D.
Ver el caso de estudio de PIP →
Este tipo de proyectos muestran por qué el diseño y la fabricación no deberían tratarse como dos fases completamente independientes.
Conclusión
Los costes de fabricación no aparecen únicamente cuando llega el momento de producir.
Muchas veces empiezan a definirse meses antes, durante las primeras decisiones de diseño y desarrollo de producto.
Evitar errores como diseñar sin pensar en fabricación, crear demasiadas piezas, elegir mal los materiales, sobredimensionar tolerancias o saltarse la validación puede marcar una diferencia importante en el resultado final.
Un producto bien diseñado no es solo aquel que funciona o tiene una buena estética.
También es aquel que puede fabricarse de forma eficiente, fiable y coherente con sus objetivos de producción.
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En MBR Design Studio ayudamos a empresas, startups y profesionales a transformar ideas en productos físicos viables mediante diseño industrial, desarrollo de producto, CAD 3D, prototipado y optimización para fabricación.
Podemos intervenir desde una fase inicial de concepto o trabajar sobre un diseño, prototipo o producto que ya existe.
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