Fabricación aditiva (impresión 3D) – impacto sobre el diseño, la producción más rápida y el uso de nuevos materiales

Parece ser que la tecnología de impresión 3D va a revolucionar la fabricación y a transportar a las industrias a una nueva edad de eficiencia.

Una importante reducción de los precios para las impresoras y materiales 3D ha abierto la tecnología a muchos negocios más pequeños, cuando antes sólo las grandes corporaciones podían permitirse el lujo de contar con dicha tecnología. El informe de Wohlers en 2014 predijo un incremento de ingresos de 3.070 millones de dólares estadounidense en 2013 a 12.800 millones en 2018 (y según su informe de 2016 superó los 5.000 millones en 2015).

Una iniciativa económica

Ideada inicialmente para prototipos y proyectos de diseño, los avances en tecnología están ahora facilitando la creación de artículos estructuralmente seguros por medio de la fabricación aditiva, permitiendo a las empresas utilizar la impresión 3D para mucho más que para el diseño y con la ventaja de unos ahorros impresionantes.

Paul Doe, diseñador jefe de Prodrive, diseñadores del deporte del motor, dijo al hablar con Computer Weekly.com: “Podemos construir formas que no se pueden moldear ni forjar – piezas que no se pueden fabricar por ningún otro método que no sea por la fabricación aditiva. Esto nos permite evitar costes fijos y significa que no tenemos que llevar existencias de reserva con nosotros, ya que podemos fabricar las piezas a petición.” Un proyecto de coches en particular vio un ahorro de 80.000 libras esterlinas gracias a la impresión 3D.

Y son las industrias más especializadas, sobre todo, las que se han beneficiado de una producción más rápida. Donde complicadas piezas exclusivas hubieran podido tener anteriormente unos tiempos de entrega de semanas, o incluso meses, pueden producirse ahora en las propias instalaciones en cuestión de horas.

Uso de Accuride de la impresión 3D para el diseño de productos

Para los ingenieros de diseño de Accuride, la impresión 3D ha marcado una gran diferencia en su enfoque hacia el desarrollo de productos. El coste relativamente bajo de conseguir prototipos fabricados les ha permitido experimentar más y probar sus ideas antes de decidirse por un diseño final. Se podría decir que esto tiene un efecto positivo en el producto final y, por supuesto, para el cliente que se beneficia de la mejor solución posible.

Abriendo oportunidades con nuevos materiales

Los nuevos filamentos están incrementando las oportunidades para la fabricación aditiva, con los recientes desarrollos permitiendo incluso a las impresoras 3D de una gama inferior producir modelos de metal.

Los filamentos metálicos que contienen plástico proporcionan unas interesantes capacidades a las empresas más pequeñas. Las versiones de latón y cobre están disponibles en todo momento con la posibilidad futura de producir modelos de níquel, cerámica, e incluso vidrio, comercialmente disponibles por impresión 3D.

3M presentó recientemente una patente por un nuevo tipo de tecnología de impresión 3D que podría conducir a la fabricación de plásticos basados en fluorocarburos, también conocidos como fluoropolímeros, que se utilizan para todo, desde aplicaciones aeroespaciales y de defensa hasta superficies para cocinar antiadherentes.

El futuro de la fabricación

La fabricación de bajo volumen ya ha abrazado la fabricación aditiva, aunque todavía no ha alcanzado a los mercados de fabricación de volúmenes realmente altos y regulares. Donde las empresas están recogiendo su recompensa es en la construcción de subunidades, herramientas o plantillas para reducir los costes y los largos tiempos de entrega.

Sin embargo, algunas compañías vanguardistas están abrazando la impresión y nueva tecnología 3D, con algunas empresas de construcción utilizando la fabricación aditiva para producir componentes de construcción modular, e incluso drones, para la inspección y control de la fábrica. El tamaño ha sido en el pasado un factor restrictivo, pero ahora Stratasys ha desvelado una máquina que imprime en un plano vertical, lo que facilita prácticamente el tamaño ilimitado de las piezas en la dirección de la construcción, según afirma la compañía.

A nivel mundial, las compañías y las fábricas están llevando a la industria de la fabricación aditiva al siguiente nivel. La fábrica 2050, de la Universidad de Sheffield, fue construida con el objetivo clave de desarrollar una producción de fabricación de alto valor para ciclos de tiradas cortas con un tiempo de inactividad limitado.

La 2050 y otras fábricas similares se benefician también de nuevas normativas que apoyan y facilitan el crecimiento en la industria, y más recientemente la ASTM International, que describe los requerimientos químicos y mecánicos para la impresión 3D de aleaciones de acero inoxidable.

Es interesante observar cómo importantes empresas OEM (fabricantes de equipos originales), especialmente las del mercado automotor, están tomando la iniciativa a la hora de experimentar e invertir en esta tecnología.

Carbon, la incipiente compañía de 3D, ha atraído a GE, BMW y Nikon como inversores estratégicos, y BMW ya ha producido unas 10.000 piezas con máquinas de Carbon hasta la fecha, principalmente para sus Minis en Alemania.

Peugeot ha anunciado una asociación con Divergent 3D, una empresa estadounidense que el año pasado expuso un súper coche construido de componentes estructurales impresos en 3D. El fabricante de coches francés dijo que empezaría a utilizar la tecnología de Divergent para hacer prototipos y, posteriormente, explorar cómo extenderla a la producción convencional.

Honda ha utilizado una impresora 3D para fabricar los paneles exteriores para su vehículo eléctrico compacto ‘MC-Β’ y Ford ha dicho que una de las aplicaciones inmediatas que está explorando es el utillaje.

Con los pensadores progresistas liderando una industria en la que no hay ningún límite, ¿tiene la fabricación aditiva la habilidad de reemplazar a la fabricación tradicional tal y como la conocemos hoy? De momento, parece improbable debido a la cantidad de tiempo que lleva imprimir cada una de las piezas. Pero con la velocidad de los avances que se producen en esta tecnología no podemos descontar su impacto potencial.

Material adicional de Nikkei Technolog, EPPM, Financial Times

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