Entrevista a Asunción Martínez, directora de proyectos en AIJU
La fabricación aditiva parte de ‘nada’ y supone la producción de una pieza u objeto a base de añadir capas de material. Se trata de un proceso con largo recorrido, según auguran los más expertos, en sectores tan heterogéneos como el médico-dental, la aeronáutica, el textil e incluso el alimentario. Diversos centros tecnológicos en España trabajan en proyectos que buscan desarrollar nuevas tecnologías y materiales. Entre ellos, AIJU, el Instituto Tecnológico del Juguete, el cual acaba de poner en marcha un proyecto europeo (iBUS) cuyo foco principal es impulsar las ventas de los fabricantes de juguetes tradicionales de la Unión Europea.
Los más expertos dicen que la fabricación aditiva revolucionará la manera de diseñar y producir. ¿En qué momento estamos ahora tecnológicamente hablando?
Las tecnologías de fabricación aditiva o Additive Manufacturing (AM) han alcanzado un nivel de madurez que permite cada vez más la existencia de aplicaciones comerciales de valor añadido. Este es un sector donde el crecimiento se ha acelerado en los últimos cuatro años ya que cada vez más empresas ofrecen servicios y productos basados en estas tecnologías. Según Wohlers Associates el mercado superará los 5.500 millones de euros en 2016 y 10.000 millones de euros en 20181. Sin embargo, todavía se considera la fabricación aditiva como una tecnología emergente y expertos en esta industria estiman que la penetración de mercado actual cubre sólo una fracción de las aplicaciones potenciales identificadas. Por ejemplo, en 2011 se estimó una penetración en el mercado menor al 8% (lo que significa un mercado total de aproximadamente 17.000 millones de euros)2. Si creciera para capturar sólo el 2% del mercado global de fabricación, el potencial sería 10 veces más grande. Para conseguir esa mayor penetración, tecnológicamente hablando, se debe seguir investigando para ampliar la gama de materiales y mejorar la robustez, la velocidad y la productividad de las máquinas existentes.
1 Wohlers Associates, 3D Printing and Additive Manufacturing: State of the Industry, Annual Worldwide Progress Report 2014.
2 Special Interest Group Additive Manufacturing for the Technology Strategy Board of the UK (2012) ‘Shaping our national competency in Additive Manufacturing, A technology innovation needs analysis’.
La fabricación aditiva en material plástico está muy avanzada. Sin embargo, no podemos decir lo mismo de la técnica de impresión metálica. ¿Qué retos debe superar todavía?
Realmente la impresión de metal no está por detrás respecto a las aplicaciones de plástico. Las tecnologías que trabajan con metales se emplean en gran medida en industrias como la aeroespacial, automotriz, productos médicos, molde y también algunas de consumo, pero ello se debe principalmente a los elevados costes que suponen tanto la inversión en las tecnologías como en los propios materiales que éstas utilizan. Los principales retos a superar para un avance a gran escala serían por ejemplo:
- Conseguir un proceso lo suficientemente estable y a una velocidad de producción tal que permita reducir los costes de producción.
- Desarrollar tecnologías de producción que se puedan integrar en un entorno de fábrica, combinando así diversos sistemas de producción.
- La precisión dimensional frente a otros sistemas de fabricación limita en ocasiones su implementación con garantías, estando por ello supeditados a post procesos de acabado y ajuste que quizás pueden ser resueltos directamente con procesos ya extendidos, e incluso a un menor coste. Aunque también es cierto que su gran baza es la complejidad geométrica ilimitada.
- Desarrollar nuevos materiales, como aleaciones con propiedades anticorrosivas, o de alta dureza, etc. a costes competitivos.
¿Están las empresas mentalizadas que la impresión 3D supone un cambio en el modo de trabajar?
Hay empresas que ya tienen implementadas estas tecnologías, tanto como simples herramientas de prototipado o como un sistema más de producción de piezas funcionales, aunque es cierto que para esto último, y dependiendo de la aplicación final, todavía queda camino por hacer. A la hora de desarrollar un producto no se puede pensar en sustituir un sistema de fabricación convencional por otro de fabricación aditiva sin más, sino que ello debe ser concebido desde un principio contemplando las limitaciones del diseño, de los equipos de producción, de la comunicación con el cliente o el fabricante, del modelo de negocio…
Sin embargo, cuanto más se conoce y se usa más esta tecnología más partido se les puede sacar. Las empresas están cambiando su manera de concebir los productos poco a poco, incluyendo todas las actividades a lo largo de la cadena de valor.
Las tecnologías de impresión de polvo metálico son una buena oportunidad para los fabricantes de materiales… ¿Cuáles son las tendencias con más futuro, en su opinión?
Como he indicado hay una gran oportunidad en el desarrollo de nuevas aleaciones de aluminio, por ejemplo, así como de materiales con propiedades específicas. También en cuanto a certificación y normalización3. Cada elemento de la tecnología de fabricación aditiva (materiales, equipos, procesos) debe ser certificado para conseguir una repetitividad de piezas en el tiempo, puesto que la no estandarización hace difícil conseguir que ésta pueda ser de alta calidad a la primera. En este sentido, hace ya unos años que se está trabajando desde los Comités de normalización internacionales ISO TC261 y ASTM F42, así como en el comité europeo de reciente creación (CEN TC438), en los que AIJU participa activamente, para facilitar la certificación más rápida y rentable de todos los materiales, procesos y productos.
3 Measurement Science: Roadmap for metal-based Additive Manufacturing, National Institute of Standards and Technology, May 2013.
¿Hasta qué punto la impresión 3D nos conducirá a una ‘customización’ total del producto en aquellos destinados al consumidor final?
Considero que gracias a la fabricación aditiva habrá pocas limitaciones para obtener productos a medida o personalizados hacia el consumidor final, además de plazos muy reducidos. La libertad casi ilimitada en el diseño, junto con la rapidez de fabricación, el avance en las comunicaciones, soluciones de diseño y en especial la ausencia de moldes de producción abre grandes oportunidades para que las empresas puedan ofrecer productos personalizados en cuanto a propiedades, geometrías, estética, etc.
Sin embargo, esto, ¿es factible en la industria? ¿La impresión 3D permitirá diseñar y producir piezas unitarias bajo demanda y que resulten económicamente competitivas? ¿O el futuro pasa por la combinación de la producción convencional con la aditiva?
A día de hoy la principal barrera existente para la fabricación de productos personalizados es el precio. El consumidor compara el precio con el de un producto fabricado en masa, donde los costes de producción se han repartido entre los miles o millones de piezas producidas, y el coste unitario es lo que percibe. Los materiales actuales y gastos de producción de una sola pieza o parte de un producto mediante AM no se pueden comparar todavía con éstos.
La combinación de tecnologías convencionales y de fabricación aditiva es necesaria en muchos casos de personalización para poder conseguir piezas personalizadas de mejor calidad y a menor coste. Un ejemplo puede ser la fabricación de insertos para incluirlos en moldes de inyección.
Con ese objetivo, el de hacer llegar la personalización a todos los consumidores, AIJU acaba de comenzar un proyecto europeo (iBUS) cuyo foco principal es impulsar las ventas de los fabricantes de juguetes tradicionales de la Unión Europea. Se pretende ofrecer juguetes personalizados y que sean seguros a través de una plataforma basada en la nube diseñando un nuevo modelo de negocio.
En su opinión, ¿qué papel jugará la fabricación aditiva en la llamada Industria 4.0? ¿Y en el desarrollo de nuevos modelos de negocio?
Gracias al desarrollo de las nuevas tecnologías de la información y comunicación (TIC) las plantas de fabricación pueden estar totalmente conectadas entre sus distintos procesos y personas en cualquier momento y desde cualquier lugar. Una de las características de la industria 4.0 sería la fabricación a medida o adaptable a las necesidades del cliente, y ahí es donde entra en juego la fabricación aditiva contribuyendo a la producción de artículos o piezas personalizadas.
Estas tecnologías abren un abanico inmenso de nuevas posibilidades para la nueva industria, no sólo por los productos que puedan ofrecerse sino por la innovación en los modelos de negocio y cadena de suministro: Los consumidores pueden convertirse en diseñadores, diseñando, personalizando y realizando sus pedidos para sus propios productos a través de plataformas en la nube, por ejemplo como en el proyecto iBUS mencionado.
- Reconsiderar la manera como las empresas producen y mueven sus productos a través de sus cadenas de suministro conducirá a nuevas cadenas de producción y modelos de negocio: just-in-time, fabricación bajo demanda cerca del cliente, reparación de componentes, e-manufacturing, almacenes digitales para repuestos o personalización en masa. La cadena de valor de la corriente puede ser reemplazada con una cadena más simple y más corto de valor.
- Y además están surgiendo nuevos tipos de proveedores de servicios AM: Tiendas de impresión en 3D, creadores de contenido en 3D ‘estándar’ o bajo demanda, de enlace de servicios…
Para finalizar, ¿cómo valora la capacidad tecnológica de las empresas en España para trabajar con esta tecnología?
Las empresas españolas poseen en general una adecuada capacidad para la implantación de estas tecnologías. Se necesita sin embargo, acumular más experiencia en el desarrollo de nuevos productos y servicios específicos para este campo, así como incrementar la formación de sus empleados. Si bien a día de hoy la inversión económica en equipos industriales es demasiado elevada, el acceso a través de empresas y centros proveedores es ágil y cada vez más abundante, lo que les puede ayudar a completar su cadena de valor. No es necesario disponer de todas las tecnologías para hacer uso de ellas; gran parte de la infraestructura que emplean muchas de ellas ya está en la nube. Esto proporciona grandes oportunidades a las empresas españolas de ofrecer sus servicios por todo el territorio nacional y fuera de él.
