¿La manufactura aditiva está lista para la producción en masa?

La manufactura aditiva ahora se emplea en la producción final de piezas, aunque enfrenta retos en la producción a gran escala. Le contamos cuál estado actual de esta tecnología, sus aplicaciones en industrias clave y los desafíos en América Latina.

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Durante sus primeros pasos, la manufactura aditiva se consideró únicamente para el prototipado. Sin embargo, actualmente se está utilizando de manera extensiva en la producción de piezas finales, según el último informe de Sculpteo.

El estudio titulado The State of 3D Printing reveló que más del 50 % de las empresas encuestadas empleaban tecnologías 3D no solo para prototipos, sino también para la fabricación final. A pesar de ello, surge la pregunta sobre el volumen de piezas que puede realizar y a velocidades competitivas.

Actualmente, la manufactura aditiva no suele ser la opción preferida para producir una misma pieza en grandes volúmenes, debido a que los tiempos de entrega no son tan cortos como los de los métodos convencionales y los costos no son tan bajos. No obstante, cada vez más fabricantes están considerando seriamente la cuestión de la velocidad para avanzar hacia la producción en masa.

Pero, ¿en qué punto se encuentra la industria en términos de producción a gran escala con esta tecnología? ¿Cuáles son sus aplicaciones más famosas? Y, ¿cuáles son los retos más destacados que enfrenta la industria latinoamericana frente a la manufactura aditiva? A través de las opiniones de diversos líderes del sector, le presentamos el panorama actual.

Fabricación en masa: ¿cuál es la realidad?

Los métodos de fabricación aditiva están a punto de entrar en la producción en masa dentro del sector manufacturero. No obstante, el uso de técnicas generativas en la producción industrial todavía se encuentra en una etapa inicial. Muchas empresas en la industria metalmecánica son reacias a invertir en instalaciones y sistemas debido a la dificultad para evaluar los efectos y beneficios de estos procesos.

A pesar de esto, existen numerosos ejemplos notables de lo que actualmente es viable. Diversos productos ya se imprimen, especialmente en las industrias automotriz y aeronáutica, y cada vez más en la ingeniería médica.

Para Leopoldo Ruiz Huerta, coordinador académico y técnico del Laboratorio Nacional de Manufactura Aditiva y Digital (MADiT) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), es indispensable tener en cuenta que la definición de "producción en masa" varía según las diferentes industrias.

"Si dijera que podemos producir una pequeña botella, que sirve para contener unas gotas oftálmicas, a una tasa de 15,000 unidades por hora, probablemente alguien alzaría la mano y diría que no funciona porque hay problemas de porosidad, los materiales son diferentes y los volúmenes de producción no dan. Y tendría razón, la manufactura aditiva no sirve", le dijo Ruiz a esta revista. Esto ilustra que, para ciertos productos y volúmenes de producción, la manufactura aditiva puede no ser adecuada.

Sin embargo, hay ejemplos exitosos que demuestran el potencial de la manufactura aditiva en la producción en serie. "Un caso puede ser el de General Electric, que produce los famosos inyectores para sus motores, y ellos afirman que sí funciona porque es precisamente lo que están utilizando para la producción en masa", explica Ruiz. Esto indica que, en aplicaciones donde la complejidad geométrica y el valor agregado de los componentes son altos, la manufactura aditiva puede ser una solución viable.

Con esta premisa coinciden Humberto Gutiérrez, director de ingeniería avanzada, y Jorge Abraham Salazar, gerente de ventas especializadas de SolidServicios, quienes aseguran que "la manufactura aditiva tiene un gran potencial para la producción en masa, como lo es para Tesla y su producción de piezas para autos; pero su viabilidad depende de múltiples factores, incluyendo el tipo de producto, la tecnología de impresión utilizada y la escala de producción requerida".

Mientras que en algunos casos esta tecnología puede ser una solución eficiente y rentable, en otros puede servir mejor como un complemento a los métodos de fabricación tradicionales. La clave está en evaluar cuidadosamente las necesidades y capacidades específicas de cada proyecto para determinar el mejor enfoque, según afirman los expertos de SolidServicios, una compañía mexicana proveedora de soluciones de ingeniería para el área de diseño y manufactura industrial.

Así mismo, la flexibilidad geométrica y la capacidad de personalización de la manufactura aditiva la hacen particularmente adecuada para sectores donde se requieren productos con alto valor agregado, según explica Ruiz.

Es por eso que la producción en serie es un método de fabricación que GE Additive siempre ha considerado. En colaboración con Safran Aircraft Engines, proveedor global de motores aeronáuticos, GE ha podido emplear la manufactura aditiva para crear más de 30,000 boquillas de combustible para aviones comerciales. Para lograrlo, utilizaron la planta de impresoras 3D de GE Aviation, situada en Auburn, Alabama. Actualmente, esta planta cuenta con más de 40 impresoras 3D de metal que operan utilizando polvo de titanio.

El fabricante sostiene que no se trata solo de fabricar miles de componentes, sino también demostrar el papel y la funcionalidad de la manufactura aditiva en la producción en masa para su negocio. Para la compañía, este es uno de los ejemplos más destacados de cómo optimizar la producción, reducir costos y acortar tiempos. En total, el peso de las boquillas disminuyó un 25 % y lograron reducir el número de componentes de las boquillas (aproximadamente 20) a una sola pieza completa.

Adicionalmente, el rápido progreso tecnológico que ha experimentado este método de producción ha contribuido a que la manufactura aditiva se consolide cada vez más como una opción viable para la fabricación a gran escala.

Así lo afirma Ricardo Sáenz Reyes, CEO de Intelligy, compañía experta en consultoría industrial por medio de tecnología 3D: "La manufactura aditiva llena un nicho importante entre el prototipado y la producción masiva. La MAtradicional, por ejemplo, con tecnologías como FDM, permite la creación de unos 10 prototipos. Sin embargo, con nuevas tecnologías como la P3, es posible fabricar alrededor de 1000 piezas".

Estas innovaciones permiten que la manufactura aditiva se utilice en volúmenes que antes eran inaccesibles para esta tecnología, ofreciendo una alternativa viable para producciones medianas sin los costos y tiempos asociados a la creación de moldes para inyección de plástico. "La manufactura aditiva sí está enfocada en la producción y no viene a sustituir la manufactura tradicional, sino a complementarla," señala Ricardo.

Desafíos de la manufactura aditiva en Latinoamérica

A pesar de este panorama alentador, los expertos también señalaron ciertos desafíos que han sido obstáculos para que la manufactura aditiva asuma un rol protagónico en la industria.

1. Desafíos técnicos

Uno de los principales desafíos técnicos reside en la compleja relación entre la geometría, el material y el proceso de manufactura. Leopoldo Ruiz explica: “Los retos técnicos están ligados a entender la relación entre la geometría que se desea construir, el material que se quiere utilizar y el proceso de manufactura que se está empleando”. Esta complejidad requiere un conocimiento profundo y especializado que no siempre está disponible en la región.

En términos de producción, la manufactura aditiva presenta el reto de la lotificación. A diferencia de los métodos de manufactura tradicionales, que permiten una producción continua, esta opera en lotes limitados por el tamaño de las cámaras de construcción. Lo anterior puede afectar la eficiencia y la escalabilidad, aspectos cruciales para competir en mercados globales.

Además, el proceso de postproducción añade una capa adicional de complejidad y costo. Los objetos producidos mediante manufactura aditiva a menudo requieren ser desprendidos de estructuras de soporte, lijados, pulidos y sometidos a otros tratamientos para estar listos para su uso. Ruiz comenta: “Si cuando sale, pienso que este objeto va a estar listo para usarse, pero va a tener estructuras de soporte y habrá que desprenderlo de una base de construcción, se tendrá que lijar y pulir; eso, por supuesto, también va a costar y tendrá un impacto en términos de la velocidad y la tasa de producción”.

2. Barreras culturales y de conocimiento

La falta de conocimiento y la necesidad de un cambio cultural en las empresas son otros obstáculos significativos. Ricardo Sáenz subraya que "el mayor reto que hay en este momento está enfocado hacia el conocimiento. Hay un tema cultural". De acuerdo con el experto, las empresas deben empezar a pensar en 3D, lo cual implica un cambio significativo en cómo conciben sus procesos y productos.

Otro desafío importante consiste en fomentar una verdadera cultura de innovación dentro de las organizaciones. Según Sáenz Reyes, "tendemos a pensar que ser innovador es, por ejemplo, utilizar la última versión del iPhone, pero cuando en el mercado hay millones de iPhones, ya no eres innovador, simplemente es una novedad". La innovación real implica tomar riesgos y estar dispuesto a explorar lo desconocido.

3. Barreras económicas y de infraestructura

En el contexto latinoamericano, estos desafíos se ven amplificados por factores como la falta de infraestructura adecuada, limitaciones en el acceso a financiamiento y un menor desarrollo tecnológico en comparación con otras regiones.

Víctor Anaya, cofundador de bojä3d, comenta: “Últimamente, como algunas empresas grandes han quebrado o no han reportado buenos resultados, se tiene la impresión que la manufactura ya no es rentable o está fallando”. Esta percepción puede desalentar a las empresas a invertir en nuevas tecnologías, a pesar de sus beneficios a largo plazo.

La percepción de que la manufactura aditiva es costosa es otro obstáculo significativo. Jorge Salazar explica que "muchos en la industria lo ven como un comparativo entre el costo de lo tradicional y la impresión 3D". Según Salazar, este enfoque es un error, ya que la impresión 3D no es simplemente una alternativa, sino una herramienta que puede ofrecer soluciones eficientes.

Superando los obstáculos

Para superar estos obstáculos, es fundamental que las empresas en Latinoamérica inviertan en capacitación y educación continua. Sáenz Reyes destaca que "toda mejora necesariamente implica un cambio". Adoptar una mentalidad de mejora continua y estar abiertos a nuevas tecnologías puede marcar la diferencia entre quedarse rezagados o avanzar en la industria.

La manufactura aditiva ofrece numerosas ventajas, desde la personalización de productos hasta la reducción de costos y tiempos de producción. Sin embargo, su adopción en Latinoamérica requerirá un esfuerzo concertado para cambiar la mentalidad empresarial y fomentar una cultura de innovación. Como concluye Sáenz Reyes, "no todo cambio implica una mejora, pero toda mejora necesariamente implica un cambio". La clave está en abrazar el cambio y avanzar con determinación hacia el futuro de la industria.

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