Aquí, en una encrucijada para la impresión 3D, reflexionamos sobre un año realmente extraordinario y miramos hacia el futuro, escribe Mark Dickin, Director de Ingeniería de Fabricación Aditiva y Moldeo de Ricoh 3D.
2020 fue uno de los años más extraños -y, en muchos casos, más duros – que viviremos.
Una consecuencia de la crisis de Covid-19 ha sido que ha turboimpulsado el avance de la AM. Como ha ocurrido a menudo a lo largo de la historia, la crisis inspira el cambio.
La comprensión de la impresión 3D y sus capacidades ha sido una parte continua de la curva de adopción de la tecnología, pero no cabe duda de que la concienciación entre la población general es ahora mucho mayor como resultado de la pandemia.
Ya fuera produciendo suministros urgentes de EPI en un momento de aviso, imprimiendo piezas para respiradores, fabricando millones de bastoncillos o ayudando a mantener las empresas en funcionamiento cuando no podían confiar en fábricas extranjeras, AM estuvo en primera línea cuando el virus causó sus primeros estragos. La tecnología salvó literalmente vidas.
En Ricoh 3D, cuando se desencadenó la crisis, nuestro equipo se puso rápidamente en acción en para diseñar e imprimir en 3D una solución de protección facial en menos de 24 horas , y en pocas semanas se había ampliado a decenas de miles de piezas moldeadas, inicialmente para uso de los trabajadores de primera línea.
La AM triunfó por dos razones principales: la forma en que la tecnología puede utilizarse para llevar un producto rápidamente del concepto a la realidad, y la flexibilidad que ofrece la impresión 3D para cambiar la producción de la noche a la mañana.
Sólo ha servido para demostrar lo que todos los expertos en AM sabíamos. Ahora a medida que nos adentramos en el nuevo año -en el que todos esperamos que vuelva la estabilidad al mercado – nuestro reto es garantizar que la AM pueda utilizar este trampolín inesperado para dar el salto a una nueva era para la fabricación. He aquí un resumen de cómo vemos que se desarrollará la industria en los próximos 12 meses.
Educación
Aunque algunos de los pioneros, como los sectores aeroespacial y automovilístico , son usuarios prolíficos del AM, muchas otras industrias se han mostrado reacias a desviarse de métodos probados y comprobados.
Las crisis en dos frentes, Covid y el clima, están obligando a un replanteamiento urgente. Colmar las lagunas de suministro, el trabajo a distancia y las soluciones locales son ahora parte de la nueva normalidad en un panorama de fabricación bajo demanda.
El sector de la AM en su conjunto ha experimentado un crecimiento constante en los últimos cinco años, incluso durante la pandemia, y prevemos que seguirá creciendo a lo largo de 2021. El último informe de 3D Hubs prevé un crecimiento anual de alrededor del 24% en todo el mundo, a medida que más fabricantes recurran a la capacidad de agilizar la producción, acortar los plazos de comercialización y ahorrar costes.
También se ha producido un cambio notable en el uso de la AM para la producción de piezas finales, y la cuota de mercado del prototipado rápido ha descendido por primera vez en cinco años, según el último informe de Sculpteo. La AM siempre tendrá valor para la creación de prototipos gracias a su capacidad de producir rápidamente múltiples iteraciones de diseño, pero los fabricantes también están empezando ahora a entender realmente el Diseño para la Fabricación Aditiva (DfAM) para crear piezas funcionales, muchas de las cuales serían imposibles utilizando cualquier otro método. A medida que este año vayan entrando en el mercado materiales más avanzados, esto irá en aumento.
Covid-19 también ha dado a muchas personas que trabajan desde casa más tiempo para autoformarse y aprovechar los seminarios web de AM, los eventos virtuales y los recursos en línea, y esperamos ver cómo esto da sus frutos a medida que la tecnología siga ganando impulso. Al principio de la curva de exageración se dijo que todos los hogares acabarían teniendo una impresora 3D, pero ahora se reconoce el verdadero poder de la tecnología como herramienta industrial.
Uno de los últimos obstáculos para la adopción generalizada es que la AM demuestre su fiabilidad y repetibilidad. Con el ritmo de mejora de las soluciones de software y automatización, esto se está convirtiendo en realidad. A medida que las normas y acreditaciones también estén disponibles y se alineen con tecnologías más consolidadas, podremos ver cómo crece la confianza de los clientes. Ricoh 3D ha suscrito un proyecto de investigación colaborativa 2021, la SDAM Alliance, que ayudará a desarrollar nuevas normas vigorosas para piezas, productos y materiales 3D.
Parece poco probable que este año podamos exponer de la forma habitual en , por lo que nos centraremos en encontrar nuevas formas de educar a y compartir nuestros conocimientos en línea.
Reducción de costes
Prácticamente todas las empresas se han visto obligadas a revisar sus gastos de arriba abajo como consecuencia de la incertidumbre económica mundial. Esta ha sacudido a muchas empresas del statu quo y las ha llevado a buscar formas innovadoras de reducir costes.
La AM suele ser más barata pieza a pieza, sobre todo cuando se requieren volúmenes bajos o medios, ya que se eliminan los costes de utillaje. Con un 10% de la producción moldeada a nivel mundial de menos de 10.000 piezas, la impresión 3D puede tener un gran impacto en la reducción de los costes de fabricación, especialmente si se tiene en cuenta en la fase de diseño, cuando las piezas pueden consolidarse y optimizarse para su función prevista. Pero la tecnología tiene más sentido desde el punto de vista económico cuando se tienen en cuenta todas las consideraciones : tiempo de comercialización, posibles interrupciones de la cadena de suministro, costes de inventario y almacenamiento, y menos defectos.
Cadena de suministro y fabricación localizada
Lamentablemente, 2020 fue el año en que las empresas descubrieron lo vulnerables que eran sus cadenas de suministro en . Muchas se vieron afectadas por el cierre de fábricas y la escasez de personal en , y las que recibían piezas del extranjero sufrieron retrasos prolongados y costosos en .
La impresión 3D pasó a primer plano como una tecnología flexible que podía intervenir para ayudar rápidamente a hacer frente a la escasez, ya se tratara de piezas que de otro modo serían inalcanzables o de reparaciones de máquinas de fábrica, produciendo piezas a demanda y enviándolas al cliente en días en lugar de semanas. El año pasado puso a la impresión 3D en el punto de mira y demostró su verdadero valor a clientes que nunca la habían considerado o descartado en el pasado. Nuestra pregunta es: ahora que los clientes disponen de una nueva vía de suministro sin explotar, ¿por qué volverían atrás?
La impresión 3D permite almacenar en un inventario digital algunas piezas de recambio, especialmente para productos de bajo volumen o heredados, y producirlas en el momento en que se necesitan, lo que mejora el servicio posventa y reduce drásticamente los costes logísticos y de almacenamiento. Porsche Classic lleva utilizando la impresión 3D desde 2018 para atender las demandas de sus vehículos clásicos, que incluyen unas 52.000 piezas que normalmente sólo se necesitan en pequeñas cantidades y cuya producción suele ser totalmente ineficiente. El proceso de impresión 3D garantiza una fidelidad absoluta a las especificaciones originales -tanto desde el punto de vista técnico como visual-, haciendo que algunas de las piezas más escasas sean mucho más fáciles y eficientes de obtener y provocando que muchos otros OEM se replanteen desde entonces su forma de almacenar las piezas de recambio.
Nuestra esperanza es que 2021 siga viendo cómo las empresas evalúan sus cadenas de suministro y ponen mayor énfasis en la fabricación digital localizada y .
Sostenibilidad
La sostenibilidad debe estar en el centro de cualquier estrategia de fabricación para el año que viene, y no sólo para las empresas con objetivos de responsabilidad social. A medida que más y más empresas incorporan la sostenibilidad a sus objetivos corporativos, hemos observado un aumento significativo del número de personas que piden nuestras credenciales medioambientales por adelantado.
La impresión 3D es la única tecnología que utiliza únicamente el material necesario para fabricar la pieza. El reciclaje de materiales y la impresión bajo demanda también contribuyen a impulsar el movimiento hacia una economía circular. La especial capacidad de la impresión 3D para consolidar las piezas en menos componentes, o a menudo en uno solo, significa menos ensamblajes, menos fijaciones y una ruta más sencilla hacia el reciclaje .
Pero la sostenibilidad inherente a la AM va mucho más allá del proceso de impresión: eliminar la necesidad de almacenar cientos de piezas y gastar la energía, el tiempo y los recursos asociados al almacenamiento puede tener un importante impacto ecológico y financiero. Normalmente, Las piezas de AM también se producen localmente y, por tanto, no es necesario enviarlas a miles de kilómetros de distancia, lo que contribuye a un enormeahorro de CO2 al esfuerzo global.
Digitalización
Covid-19 ha acelerado la digitalización. En Ricoh 3D, nuestra estrategia de servicios digitales de tres años se aceleró e incorporó en un periodo de tres meses en lugar de en 2020, reforzada por adquisiciones en servicios de TI. Nuestro papel como proveedor de puestos de trabajo digitales ha sido decisivo para ayudar a las empresas a mantenerse conectadas a distancia y trabajar de forma más inteligente.
El asesor ejecutivo del Instituto Ricoh de Sostenibilidad y Empresa, Nobuo Inaba, declaró este año en términos contundentes que la impresión 3D y la tecnología de fabricación aditiva “liderarán la economía mundial en el futuro”. Con la impresión 3D a la cabeza de la Industria 4.0, creemos que en 2021 veremos a más fabricantes recurrir a empresas de servicios para sus necesidades de AM, con el fin de minimizar el riesgo de la inversión en hardware. Ya estamos observando un aumento de la demanda de servicios que ayuden a guiar a los usuarios a lo largo de este viaje, sobre todo en sectores como el médico, donde el apetito por el riesgo o la incertidumbre es bajo. Los servicios de consultoría pueden ayudar a minimizar el riesgo de inversiones tan grandes y acelerar el calendario de digitalización, adoptando un enfoque realista de lo que puede hacer la tecnología y compartiendo la experiencia sobre el método de fabricación adecuado para cada aplicación única.