Simulación y fabricación aditiva: el futuro es colaborativo

Rocío Núñez, responsable Soluciones Dassault de Principia Ingenieros Consultores, S.A.01/03/2018

Rocío Núñez, responsable Soluciones Dassault de Principia.

En las últimas décadas hemos asistido a grandes avances en los procesos de fabricación, caracterizados normalmente por simplificar y automatizar tanto las fases de diseño como de producción. Desde que Henry Ford inventase la producción en cadena ha llovido mucho, y hemos visto cómo se incorporaban tanto herramientas de diseño e ingeniería asistidos por ordenador, conocidas como CAD y CAE, como robots, sensores y elementos de inteligencia artificial a las líneas de fabricación.

Hoy, gracias al imparable avance de la tecnología y su rápida adopción en todos los aspectos de la vida diaria, estamos asistiendo a la implementación efectiva de lo que podríamos considerar uno de los elementos relevantes de la fabricación del futuro: la fabricación aditiva, más popularmente conocida como impresión 3D.

Este avance notable no sería posible si las tecnologías de simulación y análisis predictivo no hubiesen evolucionado en paralelo, retroalimentándose de manera mutuamente beneficiosa con los avances tecnológicos en la impresión 3D. Pensemos que la fabricación aditiva permite sacar el máximo partido a la optimización topológica o de forma, ya que se eliminan muchas de las restricciones de diseño de otros procedimientos de fabricación. Esto ha llevado al desarrollo de herramientas automáticas o semiautomáticas para generar la geometría desde cero.

Se ha creado así la necesidad de diseñar específicamente para la impresión 3D, y hacerlo de una manera diferente. Con herramientas de optimización en la mano del diseñador y de forma completamente integrada dentro del CAD, permite (y de alguna manera fuerza) que los ingenieros, diseñadores y responsables de procesos actúen de forma colaborativa para poder fabricar el producto final en el menor tiempo posible y con la calidad requerida.

El avance de la impresión 3D no sería posible si las tecnologías de simulación y análisis predictivo no hubiesen evolucionado en paralelo.

Pero sólo con optimización topológica no es posible resolver todo el problema. Para que los procesos de desarrollo de componentes funcionales puedan reducirse a periodos de días o semanas, son necesarias herramientas de CAD, CAM y CAE orientadas a resolver los problemas que aborda la fabricación aditiva. Pero, sobre todo, que éstas estén integradas con el propio proceso, que de otro modo no podrá llegar a tener la eficiencia que se necesita.

Si disponemos de un gemelo virtual que represente adecuadamente el comportamiento de la pieza real, podemos predefinir reglas para optimizar los parámetros de diseño dependiendo del material que vaya a utilizarse para su fabricación.

Estas reglas o criterios de optimización recogen todo el know-how de la compañía, tanto de sus procesos productivos como del diseño. De este modo se puede garantizar que la calidad de cualquier pieza será siempre la misma, ya que estos criterios están disponibles para todos los programadores e ingenieros.

Para que los procesos de fabricación aditiva sean lo más robustos y fiables posible, se requiere un análisis específico y detallado de los parámetros de fabricación, como pueden ser la temperatura o las tolerancias geométricas, lo que hace que cada vez sea más relevante el papel de las herramientas de simulación para poder llevar estos métodos a la producción a gran escala en el menor tiempo y coste posible.

Dada la creciente necesidad de los fabricantes de ser capaces de personalizar de forma más ágil los diseños, no nos cabe ninguna duda que la fabricación aditiva jugará un papel relevante en el futuro. Y, a medida que las fábricas inteligentes se conviertan en realidad, también lo harán las piezas que fabrican. Y a partir de ahí, el conocimiento que se obtenga de la simulación será la guía de todo el proceso integrado, desde el concepto, pasando por el diseño, y hasta llegar a la producción.

El conocimiento que se obtenga de la simulación será la guía de todo el proceso integrado, desde el concepto, pasando por el diseño, y hasta llegar a la producción.