¿Cómo afec­ta­rá la fa­bri­ca­ción adi­ti­va al di­se­ño y a la pro­duc­ción?

Automática e Instrumentación - - SUMARIO -

En el pre­sen­te ar­tícu­lo ve­re­mos al­gu­nos ejem­plos de em­pre­sas de dis­tin­tas in­dus­trias que ya han ex­pe­ri­men­ta­do con di­fe­ren­tes ti­pos de pro­duc­tos crea­dos por la fa­bri­ca­ción adi­ti­va. En el ejem­plo ini­cial una apli­ca­ción de fa­bri­ca­ción adi­ti­va tie­ne apli­ca­ción en me­di­ci­na.

En el pre­sen­te ar­tícu­lo ve­re­mos al­gu­nos ejem­plos de em­pre­sas de dis­tin­tas in­dus­trias que ya han ex­pe­ri­men­ta­do con di­fe­ren­tes ti­pos de pro­duc­tos crea­dos por la fa­bri­ca­ción adi­ti­va. En el ejem­plo ini­cial una apli­ca­ción de fa­bri­ca­ción adi­ti­va tie­ne apli­ca­ción en me­di­ci­na.

La pe­que­ña Em­ma na­ció co­mo una ni­ña cual­quie­ra, pe­ro, al­re­de­dor de su pri­mer cum­plea­ños, sus pa­dres y los mé­di­cos no­ta­ron que no te­nía fuer­za pa­ra le­van­tar sus bra­zos. No era ca­paz de co­ger ob­je­tos co­rrec­ta­men­te, co­mer o ju­gar co­mo otros ni­ños de su edad. Ini­cial­men­te los mé­di­cos in­ten­ta­ron so­lu­cio­nar­lo con la cons­truc­ción de un apa­ra­to de me­tal pa­ra que Em­ma pu­die­ra le­van­tar sus bra­zos, pe­ro los com­po­nen­tes pe­sa­ban de­ma­sia­do y no se ajus­ta­ban bien a su cuer­po.

En­ton­ces los in­ge­nie­ros de Stra­tasys, con la ayu­da de los mé­di­cos, cons­tru­ye­ron un apa­ra­to con com­po­nen­tes de plás­ti­co y op­ti­mi­za­ron el dis­po­si­ti­vo pa­ra las me­di­das exac­tas de Em­ma. Por pri­me­ra vez, pu­do mo­ver los bra­zos sin nin­gu­na di­fi­cul­tad.

La fa­bri­ca­ción adi­ti­va cam­bió li­te­ral­men­te el mun­do de Em­ma, y también es­tá cam­bian­do la for­ma tra­di­cio­nal de di­se­ñar y fa­bri­car pro­duc­tos. Afec­ta­rá ra­di­cal­men­te al ci­clo de vi­da del pro­duc­to, des­de su di­se­ño has­ta su fa­bri­ca­ción y dis­tri­bu­ción, y cam­bia­rá por com­ple­to la vi­da de los in­ge­nie­ros que di­se­ñan, ana­li­zan y fa­bri­can pro­duc­tos.

Es­ta es la ra­zón por la cual la fa­bri­ca­ción adi­ti­va (también co­no­ci­da co­mo im­pre­sión 3D), se con­si­de­ra la tec­no­lo­gía más in­no­va­do­ra; tie­ne un im­pac­to ex­po­nen­cial en el ren­di­mien­to, el pe­so del pro­duc­to, la ca­li­dad y la dis­tri­bu­ción, ra­zón por la cual exis­te un in­te­rés cre­cien­te en la

in­dus­tria. No es por­que po­da­mos im­pri­mir un ju­gue­te o per­so­na­li­zar un re­ga­lo o una pie­za de re­cam­bio rá­pi­da­men­te. Es por­que es­ta tec­no­lo­gía re­vo­lu­cio­na­rá la ma­ne­ra en que los pro­duc­tos se­rán di­se­ña­dos, fa­bri­ca­dos y dis­tri­bui­dos, y es­te im­pac­to en el ci­clo de vi­da de los pro­duc­tos es lo que preo­cu­pa dia­ria­men­te a los CEO’S y di­rec­to­res de las com­pa­ñías.

Vea­mos al­gu­nos ejem­plos de em­pre­sas de dis­tin­tas in­dus­trias que ya han ex­pe­ri­men­ta­do con di­fe­ren­tes ti­pos de pro­duc­tos crea­dos por la fa­bri­ca­ción adi­ti­va: Co­che im­pre­so. Un ejem­plo de la fa­bri­ca­ción adi­ti­va es Lo­cal Mo­tors, con el Co­che Im­pre­so que fue pre­sen­ta­do en la Fe­ria Internacional de Fa­bri­ca­ción en Chica­go. Su nue­va “mi­cro fá­bri­ca” es­tá en Ken­tucky. El mo­de­lo de ne­go­cio de la em­pre­sa es de cons­truir apro­xi­ma­da­men­te 2.000 co­ches al año en ca­da mi­cro fá­bri­ca. Los clien­tes pue­den se­lec­cio­nar y pe­dir su co­che per­so­na­li­za­do, y po­der con­du­cir­lo prác­ti­ca­men­te al día si­guien­te. El cha­sis se im­pri­me a par­tir de fi­bra de car­bono en una im­pre­so­ra BAAM (Big Area Ad­di­ti­ve Ma­nu­fac­tu­ring). Es un pro­ce­so to­tal­men­te nue­vo, y ten­drá un gran im­pac­to en­tre los prin­ci­pa­les lí­de­res de au­to­mo­ción. Mo­tor de un cohe­te. El di­se­ño prin­ci­pal del mo­tor de un cohe­te és un ele­men­to que se ha man­te­ni­do du­ran­te dé­ca­das sin nin­gún cam­bio. La cá­ma­ra de com­bus­tión es­tá for­ma­da por dos ma­te­ria­les: un nú­cleo de co­bre con pe­que­ños ca­na­les pa­ra in­tro­du­cir el hi­dró­geno lí­qui­do a tra­vés de la cá­ma­ra pa­ra en­friar­la, y otro ele­men­to de re­ves­ti­mien­to ex­terno crea­do me­dian­te un pro­ce­so lla­ma­do gal­va­no­plas­tia, que agre­ga alea­cio­nes fuer­tes re­sis­ten­tes al es­trés pa­ra evi­tar ex­plo­sio­nes. El pro­ce­so de fa­bri­ca­ción de es­ta cá­ma­ra es com­ple­jo y pue­de tar­dar has­ta seis me­ses sin que los in­ge­nie­ros pue­dan mo­di­fi­car el di­se­ño una vez es­tá en pro­ce­so. Ac­tual­men­te, Sie­mens PLM es­tá tra­ba­jan­do con em­pre­sas co­mo Spa­cex y Vir­gin Ga­lac­tic. Am­bos ad­qui­rie­ron una má­qui­na hí­bri­da de DMG, la cual les per­mi­ti­rá cons­truir la cá­ma­ra com­bus­ti­ble con un pro­ce­so de im­pre­sión me­dian­te un ali­men­ta­dor de pol­vo de me­tal en un par de días o se­ma­nas, en lu­gar de me­ses. Es­to cam­bia­rá to­da una in­dus­tria y ele­va­rá el tiem­po de

in­no­va­ción a otro ni­vel.

Pe­ro ¿las em­pre­sas es­tán ya en ese pun­to? To­da­vía no, pe­ro es cues­tión de tiem­po.

¿Por qué in­cluir la fa­bri­ca­ción adi­ti­va?

La fa­bri­ca­ción adi­ti­va tie­ne el po­ten­cial de re­ver­tir com­ple­ta­men­te el di­se­ño del pro­duc­to, el aná­li­sis, la fa­bri­ca­ción y los pro­ce­sos de dis­tri­bu­ción.

Es­te pro­ce­so per­mi­te in­no­var en ci­clos mu­cho más cor­tos, re­du­cien­do cos­tes y per­mi­tien­do in­tro­du­cir di­fe­ren­tes ma­te­ria­les. Al im­ple­men­tar es­ta tec­no­lo­gía, las em­pre­sas ten­drán un con­trol ma­yor de sus pro­ce­sos.

Co­mo ya he­mos vis­to, la fa­bri­ca­ción ba­jo de­man­da es un fac­tor im­por­tan­te que es­tá im­pul­san­do las em­pre­sas a uti­li­zar la fa­bri­ca­ción adi­ti­va, es­pe­cial­men­te en la in­dus­tria de re­cam­bios. Si se ne­ce­si­ta una pie­za de re­cam­bio rá­pi­da­men­te pa­ra re­em­pla­zar una pie­za de­fec­tuo­sa, pe­ro no se quie­re al­ma­ce­nar pie­zas en stock, es­te pro­ce­so de fa­bri­ca­ción pue­de ser la so­lu­ción.

Sie­mens Mo­bi­lity cuen­ta con un pro­gra­ma de Ser­vi­cio de Re­cam­bios que im­pri­me pie­zas de re­pues­to pa­ra trenes de to­do el mun­do. Es­te pro­gra­ma con­si­de­ra las ne­ce­si­da­des con­cre­tas de ca­da ope­ra­dor y le pro­por­cio­na las pie­zas de re­pues­to du­ran­te to­do el ci­clo de vi­da de su sis­te­ma fe­rro­via­rio.

La Ma­ri­na de los Es­ta­dos Uni­dos ya ha ins­ta­la­do una im­pre­so­ra com­pac­ta 3D en un bar­co y ha im­pri­mi­do pie­zas de mues­tra. Se­gún el con­tra­tis­ta de de­fen­sa Qi­ne­tiq, en los pró­xi­mos 15 años las ar­ma­das de to­do el mun­do po­drían im­pri­mir vehícu­los au­tó­no­mos en el mar a tra­vés de im­pre­sión 3D.

La fa­bri­ca­ción adi­ti­va se­rá, y de he­cho, ya es, un ca­ta­li­za­dor pa­ra im­pul­sar nue­vas ideas y di­se­ños en el de­sa­rro­llo de nue­vos pro­duc­tos e ins­pi­ra­rá a to­dos los di­se­ña­do­res, ya sean jó­ve­nes o ma­yo­res, pa­ra crear in­no­va­cio­nes que no han si­do po­si­ble an­tes.

Per­mi­ti­rá a las em­pre­sas sim­pli­fi­car los pro­ce­sos de pro­duc­ción pa­ra un me­jor con­trol de ca­li­dad y la re­duc­ción en in­ven­ta­rio.

Sie­mens Po­wer and Gas ofre­ce un buen ejem­plo de la in­no­va­ción en sus pro­duc­tos con su nue­vo ca­be­zal del que­ma­dor de la tur­bi­na. Tie­ne ca­na­les fi­nos pa­ra per­mi­tir que el flui­do re­fri­ge­ran­te re­duz­ca la tem­pe­ra­tu­ra en el ca­be­zal del que­ma­dor. Es­to aumenta sig­ni­fi­ca­ti­va­men­te la vi­da útil del que­ma­dor y re­du­ce los gas­tos de man­te­ni­mien­to de las gran­des tur­bi­nas de gas.

El ob­je­ti­vo de la em­pre­sa es fa­bri­car me­jo­res pro­duc­tos, de for­ma más rá­pi­da, ace­le­ran­do la in­no­va­ción y man­te­nién­do­se com­pe­ti­ti­va. En es­te sen­ti­do, hay tres ra­zo­nes prin­ci­pa­les por las que las em­pre­sas ya se es­tán in­tere­san­do en la fa­bri­ca­ción adi­ti­va:

Es­ta­dís­ti­ca. El mer­ca­do de la fa­bri­ca­ción adi­ti­va es­tá ex­pe­ri­men­tan­do un cre­ci­mien­to ex­tra­or­di­na­rio. Em­pre­sas co­mo HP, Trumpf, DMG-MORI y es­tán en­tran­do al mer­ca­do. Gart­ner es­ti­ma que en 2016 las ven­tas de im­pre­so­ras 3D han lle­ga­do a ser más de 490.000 a ni­vel mun­dial. Tan­to pro­vee­do­res in­de­pen­dien­tes co­mo gran­des com­pa­ñías ya es­tán desa­rro­llan­do ma­te­ria­les nue­vos, plás­ti­cos y me­ta­les adap­ta­dos a és­ta tec­no­lo­gía. Se in­vier­te una gran can­ti­dad de di­ne­ro en in­ves­ti­gar la fa­bri­ca­ción adi­ti­va.

La se­gun­da ra­zón es que siem­pre hay per­so­nas que ex­plo­ran for­mas al­ter­na­ti­vas de pro­du­cir una pie­za. Quie­ren pie­zas más ba­ra­tas, de me­jor ca­li­dad, y quie­ren fa­bri­car esas pie­zas en el mo­men­to y lu­gar más con­ve­nien­te pa­ra ellos. La pro­duc­ción y la re­duc­ción de gas­tos de dis­tri­bu­ción son de enor­me im­por­tan­cia pa­ra el fu­tu­ro de una em­pre­sa. La fa­bri­ca­ción adi­ti­va ofre­ce po­si­bi­li­da­des de dis­tri­bu­ción con mé­to­dos nue­vos, con los cua­les las em­pre­sas po­drán per­mi­tir­se sa­tis­fa­cer una ma­yor de­man­da y al mis­mo tiem­po re­du­cir gas­tos.

La ter­ce­ra ra­zón es que, con es­ta tec­no­lo­gía in­no­va­do­ra, los vi­sio­na­rios po­drán crear los pro­duc­tos de sus sue­ños. Es­tas per­so­nas, tra­ba­jan­do en las prin­ci­pa­les em­pre­sas del sec­tor, creen fir­me­men­te que la tec­no­lo­gía adi­ti­va cam­bia­rá la in­dus­tria ma­nu­fac­tu­re­ra, ayu­dán­do­les a in­no­var ra­di­cal­men­te.

Aho­ra de­be­ría­mos pre­gun­tar­nos qué sig­ni­fi­ca es­te pro­ce­so de fa­bri­ca­ción pa­ra Sie­mens PLM:

La respuesta es bas­tan­te ob­via, y es im­por­tan­te en­ten­der­la. La fa­bri­ca­ción adi­ti­va afec­ta di­rec­ta­men­te al nú­cleo del ne­go­cio de nues­tros clien­tes y es­ta es la ra­zón por la que Sie­mens PLM es­tá en la pun­ta de lan­za de és­ta tec­no­lo­gía: pa­ra pro­por­cio­nar a nues­tros clien­tes una tec­no­lo­gía de fa­bri­ca­ción adi­ti­va de pri­me­ra cla­se a ni­vel mun­dial pa­ra que pue­dan desa­rro­llar y crear pro­duc­tos in­no­va­do­res y com­pe­ti­ti­vos.

La fa­bri­ca­ción adi­ti­va no ha­ce mi­la­gros por sí mis­ma. Re­quie­re apli­ca­cio­nes, ca­rac­te­rís­ti­cas y fun­cio­nes pa­ra apo­yar­lo. Es­te pro­ce­so afec­ta a to­do nues­tro port­fo­lio de pro­duc­tos y to­do el ci­clo de vi­da de pro­duc­tos. Es­to in­clu­ye las dis­ci­pli­nas de Di­se­ño (CAD), Si­mu­la­ción (CAE), Fa­bri­ca­ción (CAM) y así mis­mo su in­te­gra­ción en los pro­ce­sos de Ope­ra­cio­nes de Fa­bri­ca­ción (MOM), Sis­te­ma de Eje­cu­ción de Fa­bri­ca­ción (MES) y PLM.

En la dis­ci­pli­na de Di­se­ño he­mos do­ta­do a NX de he­rra­mien­tas pa­ra un mo­de­la­do hí­bri­do. Es­tas he­rra­mien­tas son ca­pa­ces de di­se­ñar es­truc­tu­ras de ce­lo­sía so­bre múl­ti­ples ma­te­ria­les.

En la fa­bri­ca­ción, te­ne­mos que pen­sar en pro­ce­sos de apor­te de ma­te­rial (fa­bri­ca­ción adi­ti­va) en lu­gar de eli­mi­nar­lo (me­ca­ni­za­do), o de pro­ce­sos hí­bri­dos com­bi­nan­do las dos tec­no­lo­gías.

En CAE, se de­be ana­li­zar no tan só­lo el di­se­ño de la pie­za fi­nal, sino también el pro­ce­so de aña­dir ma­te­rial capa a capa con respecto a un com­por­ta­mien­to tér­mi­co y es­truc­tu­ral.

En los pró­xi­mos años, las im­pre­so­ras se con­ver­ti­rán en equi­pos de pro­duc­ción es­tán­dar y se ten­drán que ma­ne­jar jun­to a equi­pos tra­di­cio­na­les. Los pro­ce­sos de­ben ser au­to­ma­ti­za­dos y com­bi­na­dos con mé­to­dos y pro­ce­sos de fa­bri­ca­ción tra­di­cio­nal.

To­dos es­tos cam­bios es­tán afec­tan­do al nú­cleo del ne­go­cio de los clien­tes de Sie­mens PLM y es por és­ta ra­zón, que una gran par­te de la tec­no­lo­gía que desa­rro­lla­mos en la ac­tua­li­dad y los avan­ces en los cua­les es­ta­mos tra­ba­jan­do se cen­tran en es­ta área del ci­clo de vi­da de pro­duc­to.

Realmente cree­mos en el po­ten­cial in­no­va­dor de es­ta tec­no­lo­gía dis­rup­ti­va. Las in­ver­sio­nes en in­ves­ti­ga­ción de fa­bri­ca­ción adi­ti­va ace­le­ra­rán y ma­du­ra­rán sus­tan­cial­men­te es­te pro­ce­so. Las em­pre­sas ten­drán que in­no­var pa­ra man­te­ner­se com­pe­ti­ti­vas y la fa­bri­ca­ción adi­ti­va tie­ne es­te enor­me po­ten­cial pa­ra ayu­dar­les a con­se­guir­lo y di­fe­ren­ciar­se. La fa­bri­ca­ción adi­ti­va nos im­pac­ta­rá a to­dos, Sie­mens PLM es­tá a la van­guar­dia con sus so­lu­cio­nes.

Eduard Mar­fà, Di­rec­tor EMEA de Mar­ke­ting de Sie­mens PLM

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