La Manufactura Aditiva (AM) es aquel proceso de crear un objeto una capa a la vez, siendo lo contrario a la manufactura sustractiva, donde se crea un objeto a partir de cortes a un bloque sólido hasta llegar al diseño final.
Este proceso ha sido uno de los más implementados por diversos sectores desde hace algunos años. Por ejemplo, para el año 2020, el mercado de la AM tuvo un valor de 13,400 millones de euros y una tasa de crecimiento del 22%.
La innovación en los procesos de Manufactura Aditiva ha impulsado mejoras sustanciales para la industria, permitiendo la producción de piezas sobresalientes sin la necesidad de contar con estructuras de soporte, o crear piezas más fuertes mediante el control de la alineación de los refuerzos de fibra mediante campos magnéticos.
Asimismo, la gama de materiales disponibles para los sistemas AM continúan ampliándose, permitiendo el desarrollo de componentes más resistentes y de mayor calidad que puedan ser implementados en un uso final.
Para múltiples industrias, esta tecnología se ha convertido en una solución rápida y rentable para el desarrollo de prototipos funcionales en la etapa de desarrollo y testeo de productos, así como para el desarrollo de herramientas, repuestos y accesorios para máquinas de fabricación convencional.
Principales fuentes de valor de la Manufactura Aditiva
De acuerdo con McKinsey & Company, en comparación los procesos de fabricación convencional existen 4 fuentes de valor que ofrece la Manufactura Aditiva.
- La capacidad para crear cualquier forma tridimensional. Esto permite a los diseñadores tener la libertad de desarrollar piezas más complejas u optimizadas que funcionen mejor. Por ejemplo: un soporte de titanio desarrollado mediante esta tecnología por Airbus es 30% más liviano.
- Desarrollo de piezas únicas. La personalización es una de las ventajas de la AM, teniendo la posibilidad de crear piezas únicas para necesidades específicas sin necesidad de usar moldes ni herramientas.
- Reducción de procesos de fabricación. La AM brinda la posibilidad de eliminar las operaciones de fabricación y desarrollo de herramientas que consumen tiempo y recursos.
- Simplificar el proceso de mantenimiento. Al permitir la producción bajo demanda de componentes a partir de archivos digitales, es posible simplificar el mantenimiento y el soporte de productos en el campo, lo que a su vez reduce el inventario de repuestos.
Limitantes del escalamiento
A pesar de que las empresas han adoptado procesos de AM, la adopción a gran escala es limitada, debido a cuatro barreras:
- Hardware: La velocidad lenta y el volumen de construcción limitado restringen el rango de posibles aplicaciones. Asimismo, las impresoras 3D han resultado difíciles de integrar en los flujos de trabajo de producción. Una celda de producción AM industrial puede requerir que el usuario combine equipos de fabricación, posprocesamiento y manejo de materiales de diferentes proveedores.
- Software. Las impresoras 3D a menudo se basan en software de control específico del proveedor, con una integración limitada entre diferentes máquinas o con el equipo y los sistemas de control de producción utilizados en la planta más amplia. La tecnología y los conocimientos necesarios para lograr una calidad uniforme y una productividad estable son difíciles de conseguir.
- Materiales. Hoy en día, los materiales son más caros cuando se suministran en una forma adecuada para su procesamiento con equipos AM. Los polímeros deben desarrollarse especialmente para las máquinas AM, el cual es un proceso complejo y que requiere de mucho tiempo, mientras que el procesamiento adicional requerido para convertir las aleaciones metálicas en una forma de polvo adecuada para las máquinas AM aumenta significativamente su costo.
- Servicios. Los fabricantes tienen la problemática de que los proveedores de equipos no brindan un alto nivel de soporte técnico más allá del necesario para instalar y poner en marcha el equipo. Por lo que las empresas requieren apoyo para adaptar las impresoras 3D para el desarrollo de componentes específicos o encontrar formas de adaptar los nuevos procesos con la fabricación convencional.
Proceso para adoptar la AM
De acuerdo con expertos, para adoptar un proceso de Manufactura Aditiva, es importante seguir los siguientes pasos:
- Equipo dedicado a AM
- Crear un equipo central de AM.
- Consolidar los esfuerzos en toda la organización.
- Proporcionar financiación inicial.
- Proporcionar equipos de ingeniería y departamento de I + D con equipos de prueba de AM
- Emprender y emocionar
- Involucrar a la organización desde el principio para crear aceptación, centrándose en las partes menos críticas.
- Comenzar a usar AM para la creación de prototipos.
- Explorar oportunidades para usar AM para la creación de herramientas.
- Iniciar la búsqueda de estructuras para piezas adecuadas para AM mediante el análisis de la cadena de valor completa.
- Experimentación y partners
- Comenzar a construir una red de socios AM.
- Experimentar con diferentes tipos de piezas, materiales y tecnologías.
- Comenzar a construir e implementar soluciones de soporte.
- Implementar un diagnóstico estandarizado de la cadena de valor.
- Construir y transferir
- Obtener experiencia de la red de socios y transferir capacidades a ingenieros y operadores.
- Construir su propia experiencia en producción.
- Iniciar la producción interna a pequeña escala de piezas probadas.
- Escalar
- Establecer plenamente un centro de competencias AM con fuertes vínculos con las unidades de negocio.
- Desarrollo de habilidades AM para ingenieros y operadores.
- Profesionalizar la gestión de ecosistemas.
- Escalar la producción AM con inversiones enfocadas.
- Apoyar los ejercicios continuos de detección de tecnología.
- Evaluar nuevas opciones de modelo de negocio.
La Manufactura Aditiva es un proceso que está permitiendo a los fabricantes desarrollar componentes novedosos, únicos, personalizados y resistentes que a su vez no requieren de largos procesos de producción, generando un ahorro considerable de recursos.
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