Nuevas oportunidades de la impresión 3D en la economía post Covid

NUEVAS OPORTUNIDADES DE LA IMPRESIÓN 3D EN LA ECONOMÍA POSTCOVID T abajo de in de g ado – G ado en ingenie ía en ecnologías indus iales Au o : Joan Pau Jané Salomón Di ec o : P o . Joan Jané Ma ce En ega: Ene o 2020 T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 2 T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 3 Abs ac o Es e es udio explica las nue as opo unidades de p oducción median e la imp esión 3D y su acele ación a aíz del es allido de la c isis sani a ia p o ocada po el COVID. Pa a la explicación de la ab icación adi i a empiezo in oduciendo el concep o de la Indus ia 4.0. y odas las ecnologías que la engloban. P o undiza é en los dis in os ipos de ecnologías de imp esión 3D, en los ma e iales que se usan pa a ab ica y en las aplicaciones más ac uales. En es e abajo he que ido en odo momen o ejempli ica odos los p ocesos de ans o mación digi al de la indus ia con casos eales de emp esas. Asimismo, mos a é e idencias de la adopción que es á eniendo la ecnología de la ab icación adi i a en es os iempos de COVID y algunos ejemplos ecien es muy in e esan es, que e lejan la g an in e sión y sopo e que iene es a ecnología ac ualmen e. T as el es udio puedo conclui que la adopción y c ecimien o que a a ene la imp esión 3D en los p óximos años se acele a á adicalmen e debido a la e idencia de las en ajas que apo a es a ecnología a la indus ia y que desc ibo en de alle du an e el es udio. T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 4 ÍNDICE 1. Glosa io ................................................................................................................................. 6 2. P e acio ................................................................................................................................. 7 2.1. O igen del p oyec o ....................................................................................................... 7 2.2. Mo i ación ..................................................................................................................... 7 3. In oducción .......................................................................................................................... 9 3.1. Obje i o del p oyec o .................................................................................................... 9 3.2. Alcance del p oyec o ..................................................................................................... 9 4. Nue as endencias socioeconómicas pos -COVID............................................................. 10 4.1. Con ex o ...................................................................................................................... 10 4.1.1. Sociedad .............................................................................................................. 10 4.1.2. Economía .................................................................................................................. 10 4.1.3. P oducción ................................................................................................................ 11 4.2. Impac o indus ial ........................................................................................................ 12 4.2.1. Ince idumb es ......................................................................................................... 13 4.2.2. Resiliencia po pa e de las compañías ................................................................... 13 5. La nue a indus ia 4.0. ....................................................................................................... 15 5.1. His o ia de la p oducción ............................................................................................. 15 5.1.1. P ime a e olución indus ial .................................................................................. 16 5.1.2. Segunda e olución indus ial ................................................................................. 16 5.1.3. Te ce a e olución indus ial ................................................................................... 18 5.2. Cua a e olución indus ial ........................................................................................ 19 5.3. Ejemplos ele an es del lide azgo en Indus ia 4.0. .................................................... 22 5.3.1. Henkel: impulsando la sos enibilidad en concie o con calidad y cos o ................ 23 5.3.2. Johnson & Johnson: educción del “ ime o ma ke ” y mejo a de la expe iencia po pa e del usua io comp ado ....................................................................................... 24 5.3.3. G upo Renaul : desa ollo de la ed de p oducción, plan a po plan a ................. 26 5.4. Tecnologías con e gen es en la Indus ia 4.0 .............................................................. 28 5.4.1. Big da a ..................................................................................................................... 29 5.4.2. Robó ica .................................................................................................................... 30 5.4.3. IOT (In e ne o Things) ............................................................................................ 31 5.4.4. Cibe segu idad .......................................................................................................... 31 5.4.5. Blockchain ................................................................................................................. 32 5.4.5. Cloud compu ing ...................................................................................................... 32 5.4.6. In eligencia a i icial ................................................................................................. 33 5.4.7. Realidad i ual......................................................................................................... 33 T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 5 5.4.8. 5G .............................................................................................................................. 34 5.4.9. Imp esión 3D: ans e encia del mundo digi al al ísico ......................................... 34 6. Imp esión 3D ....................................................................................................................... 36 6.1. Tecnología de la ab icación adi i a ............................................................................. 37 6.2. His o ia ........................................................................................................................ 41 6.3. Si uación ac ual ........................................................................................................... 45 6.4. Tipos de ecnologías de ab icación adi i a ................................................................. 46 6.5. P incipales ma e iales de imp esión 3D ....................................................................... 50 6.5.1. Te moplás icos ......................................................................................................... 51 6.5.2. Filamen os 3D ........................................................................................................... 53 6.5.3. Pol os ........................................................................................................................ 54 6.5.4. Resinas ...................................................................................................................... 55 6.5.5. Me al ......................................................................................................................... 56 6.6. Sec o es indus iales con adopción ............................................................................. 58 7. Aplicaciones de la imp esión 3D en el ma co ac ual ......................................................... 63 7.1. Ven ajas e incon enien es ........................................................................................... 63 7.1.1. Bene icios ...................................................................................................................... 63 7.1.2. Limi aciones ............................................................................................................. 65 7.2. Análisis económico ...................................................................................................... 66 7.3. Impac o ambien al ....................................................................................................... 68 8. Ejempli icación de p ocesos con p oducción 3D elacionados con el COVID-19 .............. 70 9. Expec a i as de la adopción acele ada de imp esión 3D en economía pos COVID ......... 75 10. Conclusión ....................................................................................................................... 77 11. Ag adecimien os ............................................................................................................. 78 12. Bibliog a ía ...................................................................................................................... 79 T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 6 1. Glosa io AM: Addi i e Manu ac u ing ( ab icación adi i a) CNC: Compu e Nume ical Con ol (con ol numé ico de compu ado as) IOT: In e ne o Things (in e ne de las cosas) HMI: Human Machine In e ace (in e az homb e-máquina) I4.0.: Indus ia 4.0. AI: A i icial In elligence (in eligencia a i icial) ABS: Ac yloni ile Bu adiene S y ene PLA: Polylac ic Acid FDM: Fused Deposi ion Modeling (modelado de deposición undida) IM: Injec ion Molding (inyección de moldes) SLS: Selec i e Lase Sin e ing (sin e izado selec i o lase ) SLA: S e eoli hog aphy (es e eoli og a ía) DLP: Digi al Ligh P ocessing (p ocesamien o de luz digi al) FDM: Fused Deposi ion Modeling ( usión po modelado de deposición) MJF: Mul iJe Fusion DMLS: Di ec Me al Lase Sin e ing (sin e ización di ec a po láse ) T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 7 2. P e acio Es e p oyec o p e ende es udia la iabilidad de la ecnología de imp esión 3D en el ámbi o de la p oducción indus ial de 3D a pa i del es udio de las endencias socio-económicas y de los cambios acele ados p o ocados po la pandemia mundial del COVID-19. Me esul a un p oyec o sumamen e in e esan e an o en el ámbi o de la o ganización indus ial como ambién en el de las nue as ecnologías pa a la p oducción, combina dos á eas muy in e esan es y me en iquece la inalización del g ado uni e si a io en Ingenie ía Indus ial. Es e abajo p e ende se muy ealis a con el obje i o de ob ene conclusiones que apoyen el desa ollo sos enible del sec o de la indus ia en es os momen os an complicados de la p esen e economía. 2.1. O igen del p oyec o Du an e la ealización de unas p ác icas uni e si a ias en HP Inc., u e la opo unidad de ap oxima me a las ecnologías de imp esión 3D, sob e odo en las aplicaciones pa a el p o o ipaje de piezas. Dado que el mundo de la imp esión 3D es á c eciendo a un i mo muy ápido, pensé que pod ía se muy in e esan e dedica el abajo de in de g ado a es e ámbi o pa a mos a el alcance de es a ecnología y las en ajas compe i i as pa a la indus ia del u u o El p oyec o lo he desa ollado bajo la di ección del p o eso Joan Jané, expe o en Indus ia 4.0. e Imp esión 3D, quién mos ó g an in e és en dicho abajo de in de g ado. La ab icación adi i a ambién end á un papel muy impo an e en el desa ollo sos enible del sec o indus ial y as la si uación económica de la pandemia, su adopción y el impac o sob e la compe i i idad indus ial de España y Eu opa oda ía se á mayo . No podemos habla sob e la sob e la ecnología de la ab icación adi i a sin an es en ende la Indus ia 4.0. y odo lo que conlle a. Es po es e mo i o que es e abajo conec a ambos concep os y su campo de es udio. 2.2. Mo i ación La imp esión 3D es una ecnología con mucho u u o y su adopción es á a anzando ápidamen e en muchos sec o es indus iales. Es u e abajando en p ác icas du an e 8 meses en HP Inc. en el depa amen o de Supply Chain de imp eso as digi ales. Una pa e de mi iempo es aba asignado al negocio de imp esión 3D y a los p ocesos de ap o isionamien o de los p oduc os de la ca ego ía. Así mismo, ecibí una o mación écnica sob e la ecnología de imp esión 3D y sob e T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 8 las máquinas HP con las que abajábamos. Sin duda HP es á haciendo una apues a es a égica muy impo an e en el negocio de imp esión 3D y mi in e és pe sonal sob e es e mundo me ha lle ado a la decisión de p o undiza y pode desa olla es e abajo de in de g ado sob e el ema. Has a aho a la imp esión 3D ha ido pene ando en la indus ia, sob e odo en la ase de p o o ipaje. Den o del ma co ac ual de la cua a e olución indus ial, la ab icación adi i a empieza a se cada ez más impo an e en la ase de p oducción y o os p ocesos de la cadena de suminis o. Adicionalmen e, y a aíz de la c isis sani a ia p o ocada po la pandemia, se obse a como las aplicaciones de imp esión 3D con ibuyen a da soluciones de espues a ápida de nue os diseños de p oduc o. Con la ab icación de piezas en imp esión 3D se aho an ma e iales y se consigue aco a el iempo in e ido en e el diseño y la p oducción. Los mé odos de ab icación e olucionan muy con apidez, y ac ualmen e nos encon amos en la denominada cua a e olución indus ial. La imp esión 3D es una de las ecnologías cla e en es a ans o mación. T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 9 3. In oducción 3.1. Obje i o del p oyec o En es e p oyec o engo como obje i o mos a que la economía pos e io a la c isis p o ocada po el COVID-19 end á una adopción más acele ada de la ab icación adi i a y en consecuencia consegui á apo a mayo compe i i idad a la indus ia en gene al. Asimismo, a a és del análisis de casos eales de emp esas, ambién mos a é las e idencias de como múl iples sec o es acele an la adopción de la ab icación adi i a en los dis in os p ocesos de sus cadenas de alo . En es e p oyec o ambién analiza é la ansición de las ecnologías adicionales de p oducción hacia la ab icación adi i a y sus en ajas. Pa a ello analiza é la ab icación adi i a en el ma co de la Indus ia 4.0. y la impo ancia que supone la in oducción de es as nue as ecnologías en el mundo de la ingenie ía indus ial. La ealización de es e abajo se es uc u a en es pa es. La p ime a pa e cons a del análisis de sob e las nue as endencias socioeconómicas. En la segunda pa e es udio de alladamen e la Indus ia 4.0. y en conc e o la ecnología de la imp esión 3D. La úl ima pa e del abajo analiza las úl imas endencias en la adopción de la imp esión 3D a p o undizando en casos ele an es y e aluando la po encialidad u u a de nue as aplicaciones. 3.2. Alcance del p oyec o Es e p oyec o lo cen o en el ac ual con ex o socio-económico pos -co id en el mundo occiden al. No me limi o a un sec o indus ial en conc e o sino, que p e endo cub i las opo unidades de adopción de la ecnología 3D en la indus ia en gene al. A lo la go del es udio ha é e e encia a di e en es sec o es indus iales como son la au omoción, bienes de consumo, bienes indus iales, ae onáu ica, ecnología y médico-sani a io. T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 16 5.1.2. P ime a e olución indus ial La Re olución Indus ial o P ime a Re olución Indus ial es el p oceso de ans o mación económica, social y ecnológica que se inició en la segunda mi ad del siglo XVIII en el Reino de G an B e aña, que se ex endió unas décadas después a g an pa e de Eu opa occiden al y Amé ica Anglosajona, y que concluyó en e 1820 y 1840. Du an e es e pe iodo se i ió el mayo conjun o de ans o maciones económicas, ecnológicas y sociales de la his o ia de la humanidad desde el Neolí ico, que io el paso desde una economía u al basada undamen almen e en la ag icul u a y el come cio a una economía de ca ác e u bano, indus ializada y mecanizada. Es a ansición se inició hacia inales del siglo XVIII en la indus ia ex il, así como en lo elacionado con la ex acción y u ilización de ca bón. La expansión del come cio ue posible g acias al desa ollo de las comunicaciones, con la cons ucción de ías é eas, canales, y ca e e as. El paso de una economía undamen almen e ag ícola a una economía indus ial in luyó sob emane a en la población, que expe imen ó un ápido c ecimien o sob e odo en el ámbi o u bano. La in oducción de la máquina de apo de James Wa (pa en ada en 1769) en las dis in as indus ias, ue el paso de ini i o en el éxi o de es a e olución, pues su uso signi icó un aumen o espec acula de la capacidad de p oducción. Más a de, el desa ollo de los ba cos y de los e oca iles a apo , así como el desa ollo en la segunda mi ad del XIX del mo o de combus ión in e na y la ene gía eléc ica, supusie on un p og eso ecnológico sin p eceden es. La ecnología y uen e de ene gía que se usaba e a la máquina de apo y el ca bón como uen e de combus ión pa a ealiza el mo imien o mecánico. Una máquina de apo es un mo o de combus ión ex e na que ans o ma la ene gía é mica de una can idad de agua en ene gía mecánica. 5.1.2. Segunda e olución indus ial La Segunda Re olución Indus ial se e ie e a los cambios in e elacionados que se p oduje on ap oximadamen e en e 1870 has a 1914. Los cambios écnicos siguie on ocupando una posición cen al y e oluciona ia, jun o a las inno aciones écnicas concen adas, esencialmen e, en nue as uen es de ene gía como el gas, el pe óleo o la elec icidad; nue os ma e iales y nue os sis emas de anspo e (a ión, líneas e o ia ias, au omó il y nue as T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 17 máquinas a apo ) y comunicación ( elé ono y adio) induje on ans o maciones en cadena que a ec a on al ac o abajo y al sis ema educa i o y cien í ico; al amaño y ges ión de las emp esas, a la o ma de o ganización del abajo, al consumo, has a desemboca ambién en la polí ica. El p oceso de cambio écnico du an e la Segunda Re olución Indus ial cons i uyó uno de los más ascenden ales cambios desde el pun o de is a his ó ico, cuando las inno aciones ecnológicas adqui ie on el ca ác e de mode nidad, que sen ó las bases ecnológicas del siglo XX y se dis anció de las bases de la p ime a e olución. La ciencia y la ecnología en es e pe iodo se ca ac e izó po la mayo complejidad de las máquinas y equipos y po una elación más es echa en e ambas que equi ió una mayo cali icación pa a su implan ación, lo que di icul ó su di usión. El núcleo del cambio écnico se di e si icó hacia más sec o es y se amplió geog á icamen e, hacia oda Eu opa y los Es ados Unidos. Algunos de esos in en os apa ecie on en las décadas de 1850 y 1860, pe o las inno aciones más adicales su gie on en el pe iodo en e 1870 y 1913 en Es ados Unidos y Alemania p incipalmen e, en los que se concen ó la mayo pa e de las in enciones que se desa olla ían pos e io men e a lo la go del siglo XX. Todos es os descub imien os acaba on po con o ma un nue o sis ema ecnológico. El esul ado de es e nue o sis ema ue la ampliación de los ecu sos na u ales dispues os, el desa ollo de o as inno aciones ecnológicas complemen a ias, el aho o de abajo que gene ó un inc emen o eno me de la p oduc i idad, mayo es bene icios, sala ios más al os, p ecios de consumo más bajos y una gama de nue os p oduc os. El nue o sis ema ecnológico, en de ini i a, puede conside a se el mo o del c ecimien o de ines del siglo XIX y del p ime siglo XX. Unos concep os impo an es que in oduci emos en es e pun o son el o dismo y el aylo ismo. El aylo ismo, en o ganización del abajo, hace e e encia a la di isión de las dis in as a eas del p oceso de p oducción. Fue un mé odo de o ganización indus ial, cuyo in e a aumen a la p oduc i idad y e i a el con ol que el ob e o podía ene en los iempos de p oducción. Es á elacionado con la p oducción en cadena. La p oducción en cadena o p oducción en se ie ue un p oceso e oluciona io en la p oducción indus ial cuya base es la cadena de mon aje, línea de ensamblado o línea de p oducción; una o ma de o ganización de la p oducción que delega a cada abajado una unción especí ica y especializada en máquinas ambién más desa olladas. El o dismo es un sis ema de p oducción en cadena implemen ado po Hen y Fo d a pa i del año 1908. Es deci , el o dismo es un aylo ismo mejo ado g acias a la mecanización. Podemos T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 18 obse a en la Imagen 1 la áb ica Fo d en el 1903. Fo d, a di e encia de Taylo , iene en cuen a la p oducción y el abajo como un odo que, unido, mejo a los esul ados. Imagen 1 Fáb ica Fo d 1903 4 5.1.3. Te ce a e olución indus ial La Te ce a Re olución Indus ial es un p oceso que iene de inido po los cambios que se han ope ado en sec o es an p esen es en la ida co idiana de muchas pe sonas, ales como las comunicaciones o la ene gía. La Te ce a Re olución Indus ial, ue un p oceso lide ado po Es ados Unidos, Japón y la Unión Eu opea. Sus inicios da an de mediados del siglo XX. Se incula con el é mino «Sociedad de la In o mación». No exis e consenso en una echa conc e a pa a de e mina su in. Es e concep o ue lanzado po el sociólogo y economis a no eame icano Je emy Ri kin. Pos e io men e, lo ecogie on y a ala on en idades e ins i uciones, como, po ejemplo, el Pa lamen o Eu opeo en el 2006. Su base es la con luencia y complemen a iedad de las nue as ecnologías de comunicación y ene gía. La Te ce a Re olución se undamen a sob e la base de unas ecnologías muy di e en es, de al modo que el pun o de unión con las an e io es es mucho meno . La Te ce a Re olución Indus ial se asien a sob e nue as ecnologías de la in o mación y la comunicación, así como en las inno aciones que pe mi en el desa ollo de ene gías eno ables. Como consecuencia las 4 Fo d: De oi ac o y 1903 T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 19 po encialidades de es os dos elemen os ac uando conjun amen e, se p e én g andes cambios en di e sas á eas. Nunca se había llegado a unas co as an al as de in e ac i idad e in e comunicación, al iempo que las inno aciones en ma e ia ene gé ica podían signi ica un cambio an sus ancial como el que se p e é con el desa ollo y explo ación de uen es eno ables de ene gía. 5.2. Cua a e olución indus ial La cua a e olución indus ial o Indus ia 4.0 son exp esiones que denominan una hipo é ica cua a mega e apa de la e olución écnico-económica de la humanidad, con ando a pa i de la P ime a Re olución Indus ial. Haciendo e e encia a la Figu a 1 podemos e un b e e esumen de las dis in as bases de cada e olución indus ial llegando has a la ac ual, que a a é a con inuación. Es a cua a e apa hab ía comenzado ecien emen e. La digi alización de la indus ia es la base de es a e apa. La p oducción median e la imp esión 3D es un p oceso en uso y con un u u o desa ollo no able que oma un ol muy impo an e en es e momen o. Con es e pá a o mues o el paso que es amos dando den o del ma co de la ab icación. 5 Es a cua a e apa que aún no podemos ca ac e iza comple amen e, co esponde ía a una nue a mane a de o ganiza los medios de p oducción. El obje i o que así p e ende ía alcanza se 5 McKinsey&Company: Manu ac u ing’s nex ac Figu a 1 Esquema de la e olución de la indus ia T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 20 es la pues a en ma cha de un g an núme o de « áb icas in eligen es» (en inglés: «sma ac o ies») capaces de una mayo adap abilidad a las necesidades y a los p ocesos de p oducción, así como a una asignación más e icien e de los ecu sos, ab iendo así la ía a una nue a e olución indus ial o Re olución indus ial 4.0. Es e concep o de Indus ia 4.0 que aquí se p esen a no es una ealidad ya consolidada y expe imen ada, sino un nue o hi o en el desa ollo indus ial que pod ía ma ca impo an es cambios sociales en los p óximos años, haciendo un uso in ensi o de In e ne y de las ecnologías pun a, con el in p imo dial de desa olla plan as indus iales y gene ado es de ene gía más in eligen es y más espe uosos con el medio ambien e, y con cadenas de p oducción mucho mejo comunicadas en e sí y con los me cados de o e a y demanda. La Indus ia 4.0 implica la comple a digi alización de las cadenas de alo a a és de la in eg ación de ecnologías de p ocesamien o de da os, so wa e in eligen e y senso es; desde los p o eedo es has a los clien es, pa a así pode p edeci , con ola , planea , y p oduci , de o ma in eligen e, lo que gene a mayo alo a oda la cadena. El obje i o del concep o "Indus ia 4.0" es el de compu a iza el mundo de la áb ica. Es o supone la in eg ación écnica de los sis emas cibe ísicos (SCF) en las ac i idades de p oducción y logís ica, así como el uso de In e ne en los p ocesos indus iales. Lo an e io implica un buen g ado de au oma ización y de digi alización de áb icas. Recu iendo a In e ne y a los sis emas cibe - ísicos, o sea, ecu iendo a edes i uales con posibilidades de con ola obje os ísicos, se pueden i mode nizando las plan as ab iles has a ans o ma las en áb icas in eligen es ca ac e izadas po una in e comunicación con inua e ins an ánea en e las di e en es es aciones de abajo que componen las p opias cadenas de p oducción, de ap o isionamien o, y de empaque y despacho. La u ilización de senso es apo a a las máquinas y he amien as de la plan a, una capacidad de au odiagnós ico de si uación que pe mi e un con ol a dis ancia, asegu ando su e en ual e i o de se icio como su mejo in eg ación en el sis ema p oduc i o global. La apa ición de capacidades de análisis e in eligencia emp esa ial; nue as o mas de la in e acción homb e-máquina, como in e aces ác iles y sis emas de ealidad aumen ada; y T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 21 mejo as en la ans e encia de ins ucciones digi ales al mundo ísico, como obó ica a anzada e imp esión 3D. La mayo ía de es as ecnologías digi ales se han es ado ges ando du an e algún iempo. Sin emba go, algunas de es as ecnologías no podemos deci que es én lis as pa a su aplicación a g an escala. Pe o muchas se encuen an aho a en un pun o ce cano a una adopción en able pa a aplicaciones indus iales. Sin emba go, no odas las emp esas es án p epa adas pa a el uso de es as ecnologías eme gen es. La áb ica digi al es el esul ado de la con e gencia de múl iples ecnologías siendo la imp esión 3D uno de ellos. Jun o con la imp esión 3D ambién es á la obó ica, la IOT (In e ne o Things), la cibe segu idad, el Blockchain, la Big da a, cloud compu ing, la AI (A i icial In elligence), la ealidad aumen ada/ i ual y las simulaciones i uales y ecien emen e la nue a ecnología de comunicación 5G. 6 La siguien e imagen (G á ica 2) mues a una si uación global de la Indus ia 4.0. Pienso que es una ep esen ación muy ú il pa a p esen a es e concep o acompañado de la explicación an e io . 6 Deloi e Uni e si y P ess: Indus y 4.0. manu ac u ing ecosys ems T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 22 G á ica 2 I4.0. 5.3. Ejemplos ele an es del lide azgo en Indus ia 4.0. Pa a el desa ollo de es e apa ado me he cen ado en es casos pione os en la adopción de indus ia 4.0. en di e en es sec o es indus iales. La idea de la mode nización de es os p ocesos p o oca en las emp esas un impo an e desa ollo y así mues o es ejemplos dis in os que hoy en día es án siendo lle ados a cabo a la pe ección. Po o o lado, es in e esan e e como dichas emp esas han es ado e olucionando a lo la go de es os meses de pandemia. La in o mación pa a la edacción de es e apa ado la he ob enido de un es udio del Wo ld Economic Fo um en colabo ación con po McKinsey&Company 7 . Los es p oyec os escogidos pa a la ejempli icación son de dis in os sec o es y si uados en dis in os países. Las es compañías ab ican p oduc os de consumo pa a la sociedad. Las 7 Wo ld Economic Fo um: Insigh s om he Fo e on o he Fou h Indus ial Re olu ion T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 23 compañías en las que me he ijado en es e apa ado son: Henkel (Laund y and Home Ca e, Ge many), Johnson & Johnson (Vision Ca e, Jackson ille, Flo ida) and G oupe Renaul (Cu i iba plan , B azil and Cléon plan , F ance). 5.3.1. Henkel: impulsando la sos enibilidad en concie o con calidad y cos o Henkel ope a en es sec o es come ciales p incipales: ecnologías adhesi as, cuidados de belleza y la ande ía y hoga cuidado. La emp esa iene como obje i o la sos enibilidad "climá icamen e posi i a", con el obje i o de iplica su c eación de alo con elación a su huella ambien al pa a 2030. Los es ue zos de la emp esa se di igen a una es a egia basada en da os bajo el es anda e del. Según Di k Holbach, icep esiden e y di ec o de cadena de suminis o global de Henkel la cla e ecnológica es á en su pla a o ma en la nube. Conec a odas las ubicaciones del mundo en iempo eal pa a o ma un ecosis ema que gene a una ue e en aja en el p oceso de la ans o mación digi al. Es o ha p o ocado que sus áb icas sean más in eg adas, en ables, sos enibles y e icien es. Henkel es ima que sus es ue zos se aducen en una huella de sos enibilidad meno al 36%. El aho o de ene gía log ada po sí solo equi ale al consumo de ene gía de ap oximadamen e 400.000 pe sonas. Mien as an o, Henkel ha alcanzado una educción del 10% en los cos os de ab icación y una educción del 25% en cos os logís icos. El o igen de la Indus ia 4.0. se p oduce en 2013 con una ed oncal digi al que conec a odas las áb icas a un eposi o io cen al de da os pa a ecolec a ene gía en iempo eal y da os de consumo. El empuje de ini i o a es e p oceso de ans o mación digi al llegó du an e la ce i icación como ISO50.001 en el 2019. Cuando los audi o es desa ia on a Henkel a oma medidas pa a mejo a comp ende el consumo especí ico global de la emp esa. Desde en onces, la emp esa ha c eado un sis ema único y escalable pla a o ma basada en iempo eal, conec ado de 33 plan as y 10 cen os de dis ibución. Johannes Hol b uegge, di ec o de Digi al T ans o mación, desc ibe el c ecimien o. "Ha sido emocionan e pa a e el desa ollo de la ed oncal digi al desde el p ime momen o”. Las pan allas que cob a on ida en 2013, mos ando a los ope ado es simples diag amas de líneas, ene análisis en iempo eal, e aluaciones compa a i as y conocimien os de ap endizaje au omá ico aho a en 2019. Figu a 2 Henkel logo T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 24 Henkel ha aumen ado la adquisición de da os al in eg a he amien as de e aluación y op imización de da os, que despliega ápidamen e en la p oducción global, asegu ando la es anda ización de las medidas y cálculo de KPI’s. Las p incipales medidas son la sos enibilidad, la medición en iempo eal a ni el de p oceso, y la e aluación compa a i a de indicado es e in o mes mensuales. La columna e eb al digi al pe mi e a Henkel ecopila , almacena y isualiza da os a ni el mundial. Es una única uen e de e dad que se conec a al legado sis emas, pe mi iendo la gene ación de conocimien o en e dominios pa a los 6.500 empleados. Ap oximadamen e Henkel dispone de 3500 senso es in e conec ados que miden consumos eléc icos, de agua, ai e comp imido y apo , mien as que el equipo es anda izado pe mi e la e aluación compa a i a global del consumo de ene gía e iden i icación de des iaciones óp imas de los pa áme os. Henkel edujo el consumo de ene gía en un 38% y el consumo de agua en un 28%. Un ac o de éxi o i al es la anspa encia de los da os. Henkel Da a Founda ion ope a con más de 1.800 usua ios in e nos a di e en es ni eles den o de la o ganización con acceso comple o a cualquie si io, p oceso o senso en odo el mundo. Usando compu ación en la nube de quin a gene ación y un sis ema p og ama de pe eccionamien o digi al, Henkel ha desa ollado una exi osa Cua a Re olución Indus ial basada en da os con en oque a la sos enibilidad, en consonancia con la calidad y el cos e. En esumen, ha log ado un aumen o sus ancial de la p oduc i idad l y un aumen o de la cuo a de me cado, seguido de una educción del uso de ene gía, uso de agua en áb icas más segu as y en ables. 5.3.2. Johnson & Johnson: educción del “ ime o ma ke ” y mejo a de la expe iencia po pa e del usua io comp ado El me cado mundial de len es de con ac o ha c ecido más de 5% anual desde 2014. Como líde del me cado, Johnson&Johnson Vision Ca e se es ue za po ae nue os usua ios al me cado Figu a 3 J&J logo T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 25 mien as desa olla nue os p oduc os pa a ellos. Reduci iempos de ciclo pa a el lanzamien o de p oduc os inno ado es es i al pa a es e es ue zo. Pa a a on a es e desa ío, la emp esa se basó en el uso de la ecnología como en aja compe i i a. La compañía desa olló una pla a o ma modula lexible adap a i a (FMP, Flexible Modula Pla o m) pa a una ápida in oducción de nue os p oduc os. Es o implicó bloques in e cambiables pa a una ápida econ igu ación de la línea de p oducción, simulación a anzada pa a una ampliación acele ada y un sis ema modula . J&J ha desa ollado una pla a o ma de so wa e pa a la homogenización de p oducción de al a calidad. Es o pe mi ió un iempo de come cialización un 30% más ápido pa a nue os p oduc os. Pa a pode c ea una capacidad p oduc i a dedicada al desa ollo acele ado de nue os p oduc os y olúmenes de p oducción, se ac ualiza on las líneas de p oducción con ecnologías no edosas y necesa ias, que en u u os pun os explica emos en p o undidad pa a en ende la Indus ia 4.0. En es e ejemplo, J&J apos ó po in e i en un ci cui o ce ado o almen e alidado y habili ado pa a IIoT (Indus ial In e ne o Things), con con ol de p oceso adap a i o y obó ica a anzada e in eligen e pa a la manipulación de ma e iales. Es as aplicaciones han hecho maximiza el endimien o, educción de los iempos de inac i idad y gene a on una mejo a gene al del 11% de la e icacia del equipo (OEE, O e all Equipmen E ec i eness) y habili ando una educción del 50% en el iempo pa a escala el olumen mundial de nue os p oduc os. Se ob u o una mejo a signi ica i a con esul ados a co o plazo de una in e sión impo an e, pe o muy en able. La inno ación pa a in oduci nue os p oduc os al me cado es mayo y con una expe iencia mejo ada hacia el usua io basada en la mejo a de la plani icación de la cadena de suminis o y p oceso de en ega inal. Una cadena que cub e 12.000 se icios de en ega pe sonalizados dia ios y capaz de escala ápidamen e nue os p oduc os. Desde la o e cen al se p opo cionan odas las unciones y ni eles (almacén, ab icación, plani icación, en as) a iempo eal, lo que pe mi e decisiones e ec i as e inmedia as. Se op imiza la e iciencia de ab icación, el in en a io y el se icio u ilizando obo s guiados po isión 3D impulsados comple amen e po luz sola . La in oducción opo una de nue os p oduc os se acompaña con una expe iencia mejo ada del comp ado pa a asegu a la pene ación de me cado y idelización de usua ios. Pa a sa is ace T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 32 in o mación: haciendo uso de la c ip ología, c ip og a ía y c ip ociencia. P ocesos lle ados a cabo po los equipos de ingenie os y desa ollado es. Caso ejemplo: Accen u e 12 es una consul o a ecnológica que le p es a se icio a compañías con el in de encon a debilidades en sus sis emas de in o mación con al de o alece lo. T abajan en cibe de ensa, cibe segu idad aplicada (en cloud), ges ión de cibe segu idad y soluciones indus iales. 5.4.5. Blockchain Blockchain (Cadenas de bloques) gene almen e se asocia con el Bi coin y o as c ip omonedas, pe o es as son solo la pun a del icebe g. La cadena de bloques es un egis o único, consensuado y dis ibuido en a ios nodos de una ed (supe nodos). En el caso de las c ip omonedas, podemos pensa lo como el lib o con able donde se egis a cada una de las ansacciones. Es a ecnología pe mi e man ene un egis o dis ibuido, descen alizado, sinc onizado y muy segu o de la in o mación que abajan o denado es y o os disposi i os Caso ejemplo: Walma 13 es una co po ación mul inacional de iendas mino is as de o igen es adounidense, ac ualmen e es á usando la ecnología del blockchain pa a as ea sus cadenas de suminis o de cama ones. Las ecnologías de con abilidad dis ibuida, como blockchain, acili an a la emp esa el seguimien o de sus cadenas de suminis o masi o y la e i ada de p oduc os alimen icios p oblemá icos o medicinas en caso de necesidad. La ecnología blockchain, le pe mi ió a Walma , segui la elocidad a la que se mo ían las cajas de cama ones a a és de la cadena de suminis o y a su ez; le pe mi ió, iden i ica donde ocu ie on los e asos. Los esul ados han sido muy posi i os, se ha educido el iempo necesa io pa a as ea el o igen de una po ción p een asada de cama ón de casi sie e días 2.2 segundos. 5.4.5. Cloud compu ing La compu ación en la nube es una ecnología nue a que busca ene odos los a chi os e in o mación de una compañía en In e ne , sin p eocupa se po posee la capacidad su icien e pa a almacena in o mación en nues o o denado . 12 Accen u e: cybe secu i y 13 Coin eleg aph: Walma using blockchain echnology o supply chain T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 33 El cloud compu ing explica las nue as posibilidades de o ma de negocio, o eciendo se icios a a és de In e ne , conocidos como e-business (negocios po In e ne ). La ob ención de in o mación en cualquie ins an e de cualquie ipo de negocio de la compañía. Caso ejemplo: Cloud de Mic oso 14 es una pla a o ma con mucho espacio de con la segu idad de us da os Mic oso . A ni el p o esional es la pla a o ma más usada pa a subi in o mación de modo que un abajado de un depa amen o cualquie a pueda consegui la in o mación de o o ácilmen e sin necesidad de pedi le di ec amen e dicha in o mación. 5.4.6. In eligencia a i icial A a és de la in eligencia a i icial podemos ob ene analí icas desc ip i as, p edic i as y p esc ip i as. La in eligencia a i icial es la in eligencia lle ada a cabo po máquinas y g acias a la analí ica a anzada se mejo an los p ocesos y las decisiones: U ilizando da os se mejo a la oma de decisiones; se au oma izan p ocesos y nos aho amos un iempo alioso en a eas ecu en es además de minimiza cos es; y conseguimos una mayo e iciencia al cen a nos en p ocesos de mayo impo ancia pa a nues o negocio. Un análisis más igu oso puede mejo a d ás icamen e el desa ollo de p oduc os. Un ab ican e de au omó iles u iliza los da os de su con igu ado en línea jun o con los da os de comp a pa a iden i ica las opciones po las que los clien es es án dispues os a paga una p ima. Con es e conocimien o, edujo las opciones en un modelo a sólo 13.000, es ó denes de magni ud menos que su compe ido , que o ecía 27.000.000. El iempo de desa ollo y los cos os de p oducción se eduje on d ás icamen e; la mayo ía de las emp esas pueden mejo a el ma gen b u o en un 30 po cien o en 24 meses. 5.4.7. Realidad i ual La ealidad i ual es una simulación compu a izada de espacios nue os. No solo si e pa a en e enimien o, ambién puede emplea se en medicina y educación. Aunque la ele anspo ación aún no es posible, podemos deci que la ealidad i ual (Vi ual Reali y o VR) es un paso de gigan e hacia es e obje i o. 14 Cloud de Mic osos : espacio en la nube T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 34 Caso ejemplo: La Fó mula 1 15 , campeona o mundial de au omo ilismo, b inda una p epa ación y en enamien o pa a sus pilo os con un sis ema de ealidad i ual y 360º. 5.4.8. 5G En elecomunicaciones, 5G son las siglas u ilizadas pa a e e i se a la quin a gene ación de ecnologías de ele onía mó il. Es la suceso a de la ecnología 4G. Es a nue a ecnología mó il aumen a á la elocidad de conexión, educi á al mínimo la la encia, el iempo de espues a de las dis in as webs, y mul iplica á exponencialmen e el núme o de disposi i os conec ados. En o as palab as: es a emos conec ados a odo, odo el día, y en el meno iempo posible. Requisi os especí icos pa a el desa ollo del 5G: Una asa de da os de has a 10Gbps, ap oximadamen e de 10 a 100 eces mejo que las edes 4G y 4.5G; la encia de 1 milisegundo; una banda ancha 1000 eces más ápida po unidad de á ea; has a 100 disposi i os más conec ados po unidad de á ea (en compa ación con las edes 4G LTE); disponibilidad del 99.999%; cobe u a del 100%; educción del 90% en el consumo de ene gía de la ed; y has a 10 diez años de du ación de la ba e ía en los disposi i os IOT (In e ne de las Cosas) de baja po encia. Caso ejemplo: Coches au ónomos conec ados con 5G 16 . El uncionamien o del coche au ónomo se basa en el p ocesamien o de un mon ón de da os p oceden es de sus dis in os senso es, ada es y cáma as. Po ello, una conexión mucho más ápida (como la que supond á el 5G), y con una la encia in e io , ha á que la in eligencia a i icial del coche au ónomo uncione con un g ado de segu idad y iabilidad muy supe io que ac ualmen e. 5.4.9. Imp esión 3D: ans e encia del mundo digi al al ísico Es en la ecnología de imp esión 3D sob e la que indaga emos más a lo la go de es e abajo. Es a ecnología iene po obje i o la p oducción y desa ollo de p oduc o ísico. Podemos deci que es e pun o de ans e encia en e el mundo digi al y ísico es pa ecido concep ualmen e al an e io pun o de la in e acción homb e-máquina. La imp esión 3D ambién se denomina ab icación adi i a, pues su nomb e bien indica la uncionabilidad de la ecnología. 15 Fo mula 1: VR simula o 16 Au obid: 5G en los coches T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 35 Caso ejemplo: Local Mo o s 17 es una compañía ame icana de mo ilidad y anspo e que se dedica a p oduci coches au ónomos. Es a compañía ab ica la mayo ía de las piezas de su au omó il, el Olli, median e la imp esión 3D. Es a compañía es á en con inuo desa ollo de su p oduc o, de modo que es a ecnología es pe ec a pa a la p oducción a baja escala de sus p oduc os. El año pasado cons uye on un nue o modelo desde ce o en un año, mucho menos que el p omedio de la indus ia con un ciclo de seis años. Vauxhall y GM, en e o os, ambién u ilizan la imp esión 3D y la c eación ápida de p o o ipos pa a minimiza su iempo de come cialización. 17 Local Mo o s: Olli manu ac u ing T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 36 6. Imp esión 3D La imp esión 3D, ambién conocida como ab icación adi i a, es un p oceso po el que se c ean obje os ísicos median e la colocación de ma e iales en capas según un modelo digi al. Todos los p ocesos de imp esión 3D equie en que el so wa e, el ha dwa e y los ma e iales abajen de o ma conjun a. La ab icación adi i a se de ine po una gama de ecnologías que son capaces de aduci da os de modelos i uales en modelos ísicos de o ma ápida y sencilla p oceso. Los da os se di iden en una se ie de secciones ans e sales 2D de un ini o g oso . Es as secciones ans e sales se in oducen en máquinas de imp esión 3D pa a que se puedan combina , sumándolos jun os en una secuencia capa po capa pa a o ma el ísico pa e. Po an o, la geome ía de la pieza se ep oduce cla amen e en la imp eso a 3D, sin ene que ajus a los p ocesos de ab icación, como la a ención a las he amien as, soca ados, ángulos de salida u o as ca ac e ís icas. Es e es el undamen o de uso de las imp eso as 3D que con dis in as a iaciones en cada ecnología en é minos de écnicas u ilizadas pa a c ea capas y uni las. Más a iaciones que incluyen elocidad, espeso de capa, a iedad de ma e iales, p ecisión y, po supues o, cos o. A con inuación, mues o una imagen de una imp eso a de HP (Imagen 3). En conc e o es la Imp eso a 3D HP Je usión 4200. Es una g an máquina y undamen almen e es á des inada a la elabo ación de p o o ipos indus iales y ab icación de piezas inales. Es e pack es el más comple o pa a es e ipo de ab icación. En la Imagen 3 podemos e que igu an dos módulos en la máquina. El módulo de la izquie da que es la imp eso a 3D digi al y el de la de echa que es una es ación de p ocesado con un módulo de en iamien o ápido. T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 37 Imagen 3 Imp eso a 3D HP 18 6.1. Tecnología de la ab icación adi i a A es as al u as, nos damos cuen a de que la ecnología a la que nos e e imos es p incipalmen e el uso de p ocesos adi i os, combinando ma e iales capa po capa. El é mino de manu ac u a adi i a, o AM, pa ece desc ibi es o bas an e bien, pe o hay muchos o os é minos que es án en uso. Es a sección analiza o os é minos que se han u ilizado pa a desc ibi es a ecnología como una o ma de explica el p opósi o gene al y los bene icios de la ecnología pa a el desa ollo de p oduc os. Ac ualmen e la p oducción median e al con ol numé ico iene una impo ancia muy g ande a ni el indus ial en la p oducción. Jun o a la ab icación adi i a son unos ipos de p oducción digi al. Es deci , que hay un p oceso digi al p e io a la ab icación del p oduc o. A con inuación, pa a la explicación de la ecnología AM me apoya é en muchas ocasiones con la ecnología de p oducción median e el con ol numé ico. En cuan o a la ab icación au oma izada, la AM compa e en sus ADN de la ecnología con mecanizado median e el con ol numé ico CNC. El CNC ambién es una ecnología basada en 18 HP: imp eso a 3D HP je usión 4200 T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 38 compu ado a que se u iliza pa a ab ica p oduc os. El CNC se di e encia p incipalmen e en que es p incipalmen e un p oceso sus ac i o en luga de adi i o, que equie e un bloque de ma e ial que debe es a en al menos an g ande como la pieza que se a a hace . Que el CNC es un p oceso sus ac i o, signi ica que el diseño de las piezas se ealiza a pa i del co e del bloque inicial; y que la imp esión 3D, en cambio, es un p oceso adi i o, que se p oduce a pa i de la adición de un ma e ial escogido. Es a sección analiza una a iedad de emas donde se pueden ealiza compa aciones en e el mecanizado CNC y AM. El p opósi o es no in lui ealmen e en la elección de una ecnología sob e o a en luga de es ablece cómo se pueden implemen a pa a las di e en es e apas del desa ollo del p oduc o p oceso, o pa a di e en es ipos de p oduc o. En la imagen que igu a a con inuación (Figu a 6) mues o los dos ipos de ab icación que hemos es ado comen ando an e io men e. El ciclo A hace e e encia a la ecnología CNC y la B a la AM. Figu a 6 CNC s AM 19 La ecnología AM se desa olló o iginalmen e en o no a ma e iales polimé icos, ce as y laminados de papel. Pos e io men e, se han in oducido composi es, me ales, y ce ámica. El mecanizado CNC se puede u iliza pa a ma e iales blandos, con una densidad media. Table os 19 Ma k o ged: CNC s 3D p in ing T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 39 de ib a (MDF), espumas mecanizables, ce as mecanizables e incluso algunos políme os. Sin emba go, el uso de CNC pa a da o ma a ma e iales más blandos se cen a en la p epa ación de es as piezas. pa a su uso en un p oceso de a ias e apas como la undición. Cuando se u iliza mecanizado CNC pa a hace p oduc os inales, unciona pa icula men e bien pa a ma e iales du os y ela i amen e ágiles como ace os y o as aleaciones me álicas pa a p oduci piezas de al a p ecisión con bien de inidos p opiedades. En las piezas p oducidas median e la AM pueden ene acíos o aniso opía que son una unción de la o ien ación de la pieza, los pa áme os del p oceso o cómo se ing esó el diseño a la máquina, mien as que las piezas CNC no malmen e se án más homogéneas y p edecibles en calidad. El mecanizado CNC de al a elocidad gene almen e puede elimina ma e ial mucho más ápido que la p oducción median e la AM. Las imp eso as 3D equie en una con igu ación conside able y una plani icación de p ocesos, especialmen e como piezas se uel en más complejos en su geome ía. Po lo an o, la elocidad debe conside a se en é minos de odo el p oceso en luga de solo ija nos en la in e acción ísica de la pa e ma e ial. Es p obable que el CNC sea un p oceso de ab icación de a ias e apas, que equie e eposicionamien o o eubicación de piezas den o de una máquina o uso de más de una máquina. Pa a ab ica una pieza en una máquina de AM, solo puede lle a unas pocas ho as; y de hecho, a menudo se ag upan a ias piezas den o de una sola compilación de AM, sin ene que modi ica la o ien ación de la pieza ni del o al. El e inamien o de las piezas puede a da unos días si el equisi o es de al a calidad. Usando mecanizado CNC, incluso el mecanizado de al a elocidad de 5 ejes, es e mismo p oceso puede lle a semanas conside ando mayo ince idumb e sob e el iempo de inalización. Como se mencionó an e io men e, cuan o mayo es la complejidad geomé ica, mayo es la en aja que posee la ecnología AM sob e CNC., pues la AM cons a de la unión de las dis in as piezas ab icadas y el o al puede mos a una calidad muy supe io . La he amien a de mecanizado debe lle a se en un husillo, puede habe cie a accesibilidad, es icciones o choques que impiden que la he amien a se ubique en la supe icie de mecanizado de una pieza. Los p ocesos de ab icación adi i a no es án limi ados de la misma mane a y soca ados y las unciones in e nas se pueden cons ui ácilmen e sin una plani icación de p oceso especí ica. Las piezas no pueden se ab icadas po CNC a menos que es én di ididas en componen es y eensamblado en una e apa pos e io . Conside e, po ejemplo, la posibilidad de mecaniza un ba co den o de una bo ella. ¿Cómo mecaniza ía el ba co mien as oda ía es á den o de la T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 40 ¿bo ella? Lo más p obable es que mecanice ambos elemen os po sepa ado y o ma de combina los como un p oceso de ensamblaje y/o unión. Con AM se puede cons ui el ba co y la bo ella a la ez. Po an o, un expe o en mecanizado debe analiza cada pa e an es de su cons ucción pa a asegu a se de que ealmen e se pueda cons ui y pa a de e mina qué mé odos se deben u iliza . Las máquinas de AM gene almen e ope an con una esolución de algunas decenas de mic ones. Es común que las máquinas de AM ambién engan una esolución di e en e a lo la go de di e en es ejes o ogonales. No malmen e, el eje de cons ucción e ical co esponde al g oso de la capa y es o se ía de meno esolución en compa ación con los dos ejes en el plano de cons ucción. Cabe de e mina las dimensiones gene ales de las piezas cons uidas, mien as que el diáme o del ayo láse de e mina ía el espeso mínimo de la pa ed. La p ecisión de las máquinas CNC en la o a pa e es á de e minada p incipalmen e po una esolución de posicionamien o simila a lo la go de odos los es ejes o ogonales y po el diáme o de las he amien as de co e o a i as. Exis en ac o es de inidos po la geome ía de la he amien a, como el adio de las esquinas in e nas, pe o el g oso de la pa ed puede se más delgado que el diáme o de la he amien a, ya que es un p oceso sus ac i o. En ambos casos, los de alles muy inos ambién se án una unción de la geome ía deseada y p opiedades del ma e ial de cons ucción. Las máquinas AM esencialmen e di iden un p oblema 3D complejo en una se ie de secciones 2D de espeso nominal. De es a o ma, la conexión de supe icies en 3D se elimina y la con inuidad es á de e minada po la p oximidad de la sección ans e sal es con una adyacen e. Dado que es o no se puede hace ácilmen e en CNC, el mecanizado de supe icies debe gene a se no malmen e en un espacio 3D. Con simples geome ías, como cilind os, cuboides, conos, e c., es e es un p oceso ela i amen e ácil. De inido po pun os de unión a lo la go de un camino; es os pun os es án bas an e sepa ados y las he amien as de o ien ación ija. En los casos de supe icies de o ma lib e, es os pun os pueden jun a se mucho en e ellos con muchos cambios de o ien ación. Tal geome ía puede con e i se ex emadamen e di ícil de p oduci con CNC, incluso con con ol in e polado de 5 ejes o mayo . Los co es, los ecin os, las esquinas T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 41 in e nas a iladas y o as ca ac e ís icas pueden alla , si es as ca ac e ís icas es án más allá de un cie o lími e. A con inuación, mues o una g á ica que compa a la endencia de es as dos ecnologías en cuan o a su cos e po unidad y el núme o de piezas ab icadas. Pienso que es in e esan e e que ac ualmen e es más ba a o ab ica a escala co a median e la imp esión 3D que con CNC. En un u u o, la p oducción a la ga escala se equilib a á mucho en es as dos ecnologías. En es e abajo es udia emos en p o undidad el impac o económico de la AM. G á ica 3 Compa ación de cos es 20 6.2. His o ia La imp esión 3D ab e un nue o me cado que oda ía iene que explo a en e el g an público. Sin emba go, su o igen es más p ema u o de lo que mucha gen e piensa. A con inuación, explica é, de la o ma más b e e posible, la his o ia de las imp eso as 3D, haciendo un epaso a los hi os más impo an es de es a incipien e indus ia. 20 3d Hubs: CNC s AM T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 48 emba go, es o se debe únicamen e a que u iliza pol os me álicos inc us ados en aglu inan es plás icos. Cuando el plás ico se unde, los pol os me álicos pueden se dispues os en o mas exquisi as. El plás ico se de i e y el me al se sin e iza en un pa ón. El p oceso unciona capa po capa mien as que los c is ales de me al pasan a a és de los enlaces de las capas imp esas. De es a mane a es posible c ea una sola pieza sin isu as con una inmensa du abilidad es uc u al. • SLS (Selec i e Lase Sin e ing): La sin e ización selec i a po láse es el más u ilizado en la indus ia. Se basa en la usión de un ma e ial en pol o. Las imp eso as 3D SLS u ilizan un láse de al a po encia pa a undi pequeñas pa ículas de pol o polimé ico. El pol o no undido sopo a la pieza du an e la imp esión, eliminando la necesidad de medios especiales. Po es a azón, el p oceso SLS es ideal pa a piezas con geome ías complejas, especialmen e cuando ienen de alles in e nos, pa edes delgadas o o mas nega i as. Las piezas moldeadas SLS ienen excelen es p opiedades mecánicas y una esis encia simila a la de las piezas moldeadas po inyección. La Figu a 9 es una ep esen ación esquemá ica de es e ipo de ecnología. • SLA (Es e eolig a ía): la es e eoli og a ía (SLA) ue el p ime p oceso de ab icación adi i a y sigue siendo una de las ecnologías de imp esión en 3D más popula es pa a los p o esionales de hoy en día. El SLA u iliza un láse pa a ans o ma una esina líquida en un plás ico sólido a a és del p oceso de o opolime ización. De odas las ecnologías Figu a 9 Fab icación SLS T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 49 de imp esión 3D, la es e eoli og a ía es la que p oduce piezas con la más al a esolución y p ecisión, con de alles muy inos y con un excelen e acabado supe icial. • LFS (Low Fo ce S e eoli hog aphy): LFS es un nue o en oque de la es e eoli og a ía que pe mi e p oduci piezas pe ec as, adap ándose a la geome ía de la pieza y o eciendo un pe ec o equilib io en e de alle y elocidad. El p oceso LFS u iliza un láse pe sonalizado y un sis ema de espejo pa a polime iza sólidos iso ópicos de esina líquida o osensible con al a p ecisión. • DLP (Digi al Ligh P ocessing): el p oceso DLP unciona a pa i de un depósi o de esina o o- eac i a expues a selec i amen e a la luz, que se solidi ica pa a o ma capas inas una encima de la o a pa a o ma un obje o. En el p oceso DLP, un p oyec o digi al p oyec a una sola imagen de cada capa en oda la pla a o ma de p oducción. Como el p oyec o es un p oyec o digi al, la imagen de cada capa es un conjun o de píxeles cuad ados, cada capa es á compues a de pequeños bloques ec angula es llamados óxeles. • MJP (Mul iJe P in ing): la ecnología Mul iJe es un p oceso de inyección de in a cuya ecnología se basa en un cabezal de imp esión que deposi a, capa as capa, una esina plás ica o opolime izable o ma e ial de moldeo de ce a. La imp esión MJP se u iliza pa a p oduci piezas, pa ones y moldes con de alles p ecisos pa a adap a se a una amplia gama de aplicaciones. Es as imp eso as de al a esolución son áciles de usa , y ienen un usible sepa ado o ma e ial de espaldo soluble pa a simpli ica el pos p ocesamien o. O a en aja de la ecnología es que la ex acción del ma e ial po ado es muy p ác ica e incluso los elemen os más delicados y las ca idades in e nas más complejas se pueden limpia comple amen e sin daños. La siguien e imagen (Figu a 10) es una imp eso a HP que usa es a ecnología pa a la imp esión. T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 50 • CJP (Colo Je P in ing): CJP es una ecnología de ab icación adi i a que incluye dos componen es esenciales: el ma e ial base (Co e) y el aglu inan e. El ma e ial Co e™ se aplica en capas inas sob e la pla a o ma de imp esión con un odillo. Después de aplica cada capa, el aglu inan e de colo se p oyec a selec i amen e desde los cabezales de imp esión de inyección de in a, solidi icando el ma e ial base. La pla a o ma de imp esión se baja pa a pe mi i la isualización e imp esión de los siguien es ni eles, lo que da como esul ado la c eación de un modelo de colo idimensional. • DMLS (Di ec Me al Lase Sin e ing): la sin e ización di ec a po láse de me al es un p oceso de imp esión 3D de me al indus ial que c ea p o o ipos de de me al y piezas de p oducción. La p oducción se puede lle a a cabo en 7 días o menos. La máquina comienza a sin e iza capa po capa. P ime o las es uc u as de la base, luego la pieza con un láse di igido a un lecho de pol o me álico. Una ez que la capa de pol o es é mic osoldada, se deposi a nue amen e el pol o me álico en la siguien e capa. Así capa po capa has a cons ui el o al de la pieza. 6.5. P incipales ma e iales de imp esión 3D El adqui i una imp eso a 3D in oluc a a ios aspec os que deben se conside ados p e iamen e a la comp a. Una de las ca ac e ís icas más impo an es de es os equipos es el ma e ial que que emos u iliza pa a la imp esión de los sólidos. Dependiendo de la indus ia o negocio en el cual aya a se u ilizada la imp eso a a ia á el ma e ial, ya que cada uno iene p opiedades Figu a 10 Fab icación MJP T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 51 dis in as que de e mina án la apa iencia inal del sólido. En los siguien es apa ados explica é los p incipales ma e iales usados pa a la p oducción de sólidos. 6.5.1. Te moplás icos La mayo ía de las imp eso as 3D u ilizan un ilamen o de ma e ial e moplás ico, el cual du an e la imp esión sale de e ido del ex uso y luego se endu ece a medida que se en ía. Los más comunes son los ABS y los PLA. El ma e ial ABS (ac iloni ilo bu adieno es i eno) es un plás ico que puede esis i al as empe a u as po lo que debe se u ilizado en imp eso as que sean capaces de alcanza empe a u as ele adas. El ilamen o 3D ABS se u iliza hoy en día en una g an a iedad de aplicaciones en la indus ia. Ejemplos de ello son, en e o os, la ab icación de ubos (como ubos de desagüe, de desagüe o de en ilación), componen es de au omoción, ensamblajes elec ónicos, cascos p o ec o es (ABS iene buenas p opiedades de amo iguación), elec odomés icos de cocina, ins umen os de música, es uches p o ec o es y jugue es, en e los que des acan los amosos lad illos Lego. El ABS es gene almen e muy du ade o y ue e, lige amen e lexible y bas an e esis en e al calo . Las imp eso as 3D capaces de p ocesa plás icos ABS no malmen e uncionan con un ex emo calien e (la pa e calen ada de i iendo el plás ico, an es de se o zada a a és de la boquilla de imp esión) a una empe a u a de en e 210 y 250°C. Po lo an o, una imp eso a 3D capaz de p ocesa ABS es á necesa iamen e equipada con un lecho de imp esión calen ado, con el in de e i a la de o mación o el ag ie amien o de los ma e iales imp esos. El PLA (ácido polilác ico) es un e moplás ico de o igen na u al, y cuen a con muy buenas ca ac e ís icas. La imp esión con es e ma e ial es más ápida, aunque los sólidos ob enidos no p esen an mucha esis encia. El PLA se u iliza, muy comúnmen e en el ámbi o de la medicina pa a su u as médicas e implan es qui ú gicos, ya que posee la capacidad de deg ada se en ácido lác ico ino ensi o en el cue po. Es po eso que se es án ab icando o nillos, cla os, a illas o mallas de implan es qui ú gicamen e, ya que se descomponen en el cue po en un plazo de 6 meses a 2 años y las p opiedades son pe ec as pa a ealiza bien la ope ación. T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 52 El PLA es du o, pe o un poco queb adizo, una ez que se ha en iado. Su umb al de empe a u a es in e io al del ABS, ya que el PLA se ex ude no malmen e al ededo de 160°C-220°C. Un lecho de imp esión calen ado no es obliga o io, pe o puede (a empe a u as al ededo de 50-60°C) se bene icioso pa a la calidad del obje o imp eso. El PLA es bas an e len o pa a en ia se – los expe os ecomiendan a eces ins ala un en ilado apun ando al ma e ial ex uido pa a acele a el p oceso de en iamien o. Exis en o os ilamen os además del plás ico pa a ob ene p o o ipos con o as ca ac e ís icas especiales o ex u as lexibles. En e los ilamen os que se han desa ollado úl imamen e es án el Layb ick, que es una mezcla de yeso con plás ico, el Laywood-3D que es una mezcla de made a con plás ico. Los ma e iales u ilizados pa a la imp esión en 3D son an di e sos como los p oduc os esul an es del p oceso. Como al, la imp esión en 3D es lo su icien emen e lexible como pa a pe mi i a los ab ican es de e mina la o ma, ex u a y esis encia de un p oduc o. Lo mejo de odo es que es as cualidades pueden log a se con muchos menos pasos que los que se equie en ípicamen e en los medios de p oducción adicionales. Además, es os p oduc os pueden ab ica se con a ios ipos de ma e iales de imp esión en 3D. Pa a que una imp esión en 3D se ealice en o ma de p oduc o acabado, p ime o debe en ia se a la imp eso a una imagen de allada del diseño en cues ión. Los de alles se p esen an en lenguaje de iángulos es ánda (STL), que ansmi e las complejidades y dimensiones de un diseño dado y pe mi e que una imp eso a 3D compu a izada ea un diseño desde odos los lados y ángulos. Los ilamen os 3D u ilizadas po las imp eso as 3D p o esionales po lo gene al suelen se de PLA y ABS y cues an al ededo de 20-25 € po bobina de 1 kilog amo de media y los ilamen os especiales pueden cos a has a cua o eces es a can idad. Ac ualmen e ambién se es á imp imiendo a base de ma e ial plás ico en pol o. P incipalmen e se usa en imp eso as de SLA o SLS. Se espe a que la indus ia de la imp esión en 3D supe e la ma ca de las 10 ci as en un u u o p óximo y que el plás ico sea el p incipal ma e ial que impulse es e me cado. Como se concluyó T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 53 ecien emen e en un es udio de Sma Tech Ma ke s Publishing, el me cado de la imp esión en 3D ha supe ado los 1.400 millones de dóla es an es de 2020. Con una expansión con inua del me cado, la indus ia ha buscado nue as o mas de p oduci plás icos, incluyendo el uso de ing edien es o gánicos como el acei e de soja y el maíz. En consecuencia, los plás icos se con e i án en la opción más espe uosa con el medio ambien e en la imp esión en 3D. Los ma e iales de imp esión 3D de código abie o signi ican que puede u iliza ilamen os de o os ab ican es con su imp eso a. Algunos ab ican es de imp eso as 3D diseñan sus p oduc os sólo pa a que uncionen con su ma ca de ma e iales de imp esión 3D. Es o no sólo es inge sus opciones, sino que ambién cues a más. El acceso a ilamen os de código abie o le o ece más opciones y más uen es. Es impo an e po que omen a la inno ación en e los compe ido es. Es o les obliga a es o za se siemp e po mejo a sus p oduc os. 6.5.2. Filamen os 3D Una ez elegido el ma e ial ap opiado. En el caso que usemos ilamen o pa a la p oducción de nues o p oduc o, debe emos ija nos en dos cosas. Debe emos escoge el colo y diáme o que acep e nues a imp eso a. Los dos diáme os es ánda de los ilamen os son de 1,75 mm o 3 mm. Sólo algunos modelos de imp eso as pueden acep a ambos y siemp e debe comp oba el diáme o que la imp eso a puede u iliza . El ilamen o se ende gene almen e a su p ecio de peso. Los ca e es de 750g , 1kg o 2,5kg son amaños es ánda , aunque algunos ma e iales se enden po me o o en ollos suel os (especialmen e los más exó icos colo es de ilamen os o ipos de plás ico). Cuando se a a de calidad, algunas pe sonas a gumen an que sólo comp an a p o eedo es de buena epu ación, pe o es os ilamen os pueden eni con una cie a e ique a de p ecio. O os han enido buena expe iencia con ilamen os ela i amen e ba a os. Al inal, se a a de expe imen a con ilamen os de di e sas uen es, an es de encon a el que mejo se adap e a sus necesidades. T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 54 A con inuación, en la Imagen 4 mues o unos ca e es de ilamen os de dis in os colo es: Imagen 4 Filamen os de PLA 6.5.3. Pol os Las imp eso as 3D más mode nas de hoy en día u ilizan ma e iales en pol o pa a cons ui sus p oduc os. En el in e io de la imp eso a, el pol o se unde y se dis ibuye en capas has a ob ene el espeso , la ex u a y los pa ones deseados. Los pol os pueden p o eni de a ias uen es y ma e iales, pe o los más comunes son: En p ime luga , la poliamida (Nylon) con una al a esis i idad y lexibilidad, la poliamida pe mi e ob ene al os ni eles de de alle en un p oduc o imp eso en 3D. El o o ma e ial muy usado como pol o es la alúmina compues o po una mezcla de poliamida y aluminio g is, el pol o de alúmina es uno de los modelos más esis en es con imp esión en 3D. En la siguien e imagen (Imagen 5) podemos e dos unidades de ma e iales pol os con pigmen aciones dis in as. T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 55 6.5.4. Resinas Uno de los ma e iales más limi an es y, po lo an o, menos u ilizados en la imp esión 3D es la esina. En compa ación con o os ma e iales aplicables en 3D, la esina o ece una lexibilidad y esis encia limi adas. Hecho de políme o líquido, la esina alcanza su es ado inal con la exposición a la luz ul a iole a. La esina se encuen a gene almen e en las a iedades neg a, blanca y anspa en e, pe o ambién se han p oducido algunos imp esos en na anja, ojo, azul y e de. El ma e ial se di ide en las es ca ego ías siguien es: esinas pin ables, de al o de alle y anspa en e. En la siguien e imagen (Imagen 6) apa ecen 4 piezas ab icados con los dis in os ipos de esinas que he mencionado an e io men e. Imagen 6 Figu as hechas de esinas Imagen 5 Pol o de alúmnia T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 56 6.5.5. Me al El segundo ma e ial más popula en la indus ia de la imp esión 3D es el me al, que se u iliza a a és de un p oceso conocido como sin e ización láse de me al di ec o o DMLS. Es a écnica ya ha sido adop ada po los ab ican es de equipos de iaje aé eo que han u ilizado la imp esión en 3D de me ales pa a acele a y simpli ica la cons ucción de los componen es. Las imp eso as DMLS ambién han cap ado la a ención de los ab ican es de p oduc os de joye ía, que se pueden p oduci mucho más ápido y en mayo es can idades - odo ello sin las la gas ho as de abajo minuciosamen e de allado- con la imp esión en 3D. El me al puede p oduci una gama más ue e y posiblemen e más di e sa de a ículos co idianos. Los joye os han u ilizado ace o y cob e pa a p oduci b azale es g abados en imp eso as 3D. Una de las p incipales en ajas de es e p oceso es que el abajo de g abado es manejado po la imp eso a. Como al, los b azale es pueden se e minados po la ca ga de la caja en sólo unos pocos pasos p og amados mecánicamen e que no in oluc an la mano de ob a que una ez equi ió el abajo de g abado. La ecnología pa a la imp esión en 3D basada en me al ambién es á ab iendo las pue as pa a que los ab ican es de maquina ia u ilicen el DMLS pa a p oduci a elocidades y olúmenes que se ían imposibles con los equipos de ensamblaje ac uales. Los pa ida ios de es os desa ollos c een que la imp esión en 3D pe mi i ía a los ab ican es de máquinas p oduci piezas me álicas con una esis encia supe io a la de las piezas con encionales que consis en en me ales e inados. Mien as an o, el uso de piezas 3D es á omando uelo en la indus ia ae oespacial. En lo que ha sido el impulso más ambicioso de su ipo, GE A ia ion planea imp imi inyec o es de mo o a una asa anual de 35.000 unidades pa a 2021. T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 57 La gama de me ales aplicable a la écnica DMLS es an di e sa como los dis in os ipos de plás ico pa a imp eso as 3D: los dis in os ipos de ace o, aluminio, i anio, b once… En el p oceso de imp esión, el me al se u iliza en o ma de pol o. El pol o me álico se cuece pa a alcanza su du eza. Es o pe mi e a los imp eso es e i a la undición y hace uso di ec o del pol o me álico en la o mación de piezas me álicas. Una ez e minada la imp esión, es as piezas pueden se elec o-pulidas y pues as en el me cado. El pol o de me al se u iliza con mayo ecuencia pa a imp imi p o o ipos de ins umen os de me al, pe o ambién se ha u ilizado pa a p oduci p oduc os acabados y come cializables, como joyas. El me al pul e izado incluso se ha u ilizado pa a ab ica disposi i os médicos. Cuando se u iliza pol o de me al pa a la imp esión en 3D, el p oceso pe mi e educi el núme o de piezas en el p oduc o inal. Po ejemplo, las imp eso as 3D han p oducido inyec o es de cohe es que cons an de sólo dos pa es, mien as que un disposi i o simila soldado de la mane a adicional consis i á no malmen e en más de 100 piezas indi iduales. En la imagen de a con inuación (Imagen 7) mues o un p oceso de ab icación DMLS usando es e pol o me álico que he ci ado en es e apa ado. Con la unión de las dis in as pa es ob enidas de la ab icación 3D pod emos ob ene la adición o al de nues a pieza. Se pueden combina dis in os ma e iales según las u ilidades que le que amos da a nues a pieza. En la g á ica de a con inuación (G á ica 4) podéis e el ac ual uso en po cen aje de los dis in os ma e iales des inados a la imp esión 3D. La mayo pa e son Imagen 7 Fab icación con pol o me álico DMLS T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 64 eplan eamien o y econ igu ación adical de cómo las emp esas es uc u an sus p ocesos in e nos, dis ibución canales y cadena de suminis o. • C ea i idad: ene la capacidad de con e i us ideas a algo ísico, pasando po el mundo digi al, de o ma casi inmedia a. Es o da mucho juego pa a los equipos de I+D de las dis in as emp esas y pa a la ealización de p o o ipos y modelos. Los p o o ipos los puedes p oba y e si ealmen e puedes llega a desa olla más pa a u u as acciones. Ejemplo: una compañía quie e saca un p oduc o nue o de zapa illas depo i as. Es po eso que el equipo de desa ollo de p oduc o pod á ealiza la imp esión de las mejo es p opues as pa a así pode alo a en e las dis in as opciones que se quie a lle a a p oducción. • Pe sonalización: el diseño 3D no solo pe mi e c ea nue os p oduc os, sino que ambién pe mi e pe sonaliza modelos exis en es. Ejemplo: un negocio de undas de mó iles que e pe mi e hace e u p opio diseño pa a cualquie ipo de modelo de elé ono que se pida. • Inmedia ez: es una ecnología muy ápida pa a el desa ollo de p oduc o. Con es a ase quie o deci que el iempo que ascu e en e el diseño digi al y su ab icación es muy co o. Ejemplo: en el pun o 8 uso como ejemplo un espi ado de Lei a con piezas ab icadas con imp esión 3D. Es un buen ejemplo pa a mos a la inmedia ez que nos apo a el uso de es a ecnología. • Escáne 3D: el escáne 3D se ha uel o mucho más accesibles en los úl imos años. Es o pe mi e digi aliza una pieza ísica pa a pode p oduci en un u u o esa misma pieza o bien mejo a la. Es una he amien a muy ú il pa a mejo a nues a expe iencia p oduc i a. Podemos digi aliza odo ipo de piezas 3D con su elie e y su o ma. • Sos enibilidad medioambien al: es e aspec o es un g an pun o a a o pa a la ecnología de imp esión 3D. Con la imp esión 3D pa a la p oducción de piezas es ás usando exac amen e la can idad de ma e ial que necesi as pa a la pieza. En es e aspec o es T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 65 mucho más e icien e que la ab icación ipo CNC o po IM (inyección de moldes), que has de c ea el molde pa a pode empeza a ab ica . De o o lado el ma e ial en pol o no solidi icado puede eusa se. En cuan o a la emisión po cos e de anspo e son más bajas debido a que se puede ab ica más ce ca del consumido inal que median e la ab icación con encional en las áb icas. También supone la educción del impac o ambien al en los almacenes, debido que al imp imi se con es a ecnología la ges ión de s ock del p oduc o no supone mucho abajo. • Cos e: en es e aspec o la imp esión 3D iene dis in os pun os a a o y los oy a elaciona con el an e io apa ado de la sos enibilidad. Es amos aho ando ma e ial pues u ilizamos menos can idad y el ma e ial que u ilizamos lo podemos eusa pa a u u as imp esiones. En cuan o a la logís ica nos aho a emos mucho dine o. Nos aho a emos en anspo e y almacenamien o. O o pun o impo an e de aho o es la ab icación pa a se ies co as. La ab icación a pequeña escala es mucho más económica median e a la imp esión 3D que usando la ab icación con encional en las áb icas dónde se ha de ab ica un molde. 7.1.2. Limi aciones • Copia y plagio (copy igh ): con las acilidades que apo a es a ecnología pa a el desa ollo de modelos es muy sencillo pode ealiza éplicas no au o izadas po las ma cas egis adas. Con las he amien as de escaneo 3D es muy ácil de pode eplica p oduc os. Es o pa a el me cado de éplicas asiá ico es una g an en aja pa a la copia de p oduc os con ma e iales más económicos pa a su come cialización. • Ma e iales de imp esión 3D: la a iedad de ma e iales hoy en día es muy limi ada. Sin emba go, se es á empezando a in oduci nue os ma e iales de imp esión 3D más di e sos. • Cos e pa a se ies la gas: pa a se ies la gas el cos e puede se un incon enien e pa a es a ecnología. La p oducción a g an escala es cos osa con la imp esión 3D, pues el consumo ene gé ico y de iempo es muy g ande. T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 66 7.1. Análisis económico A pesa de que puede pa ece que la imp esión 3D indus ial es cos osa, en ealidad es odo lo con a io. Las en ajas comen adas an e io men e empiezan a compensa no solo pa a olúmenes bajos de p oducción, sino que empiezan a se ambién en ables en en o nos de p oducción a mayo escala. En el apa ado an e io he mencionado los p incipales pun os a a o en elación con el cos e. Hago e e encia al ma e ial que aho amos imp imiendo con imp eso as 3D y los cos es de logís ica que son muy educidos en compa ación con los mé odos de p oducción adicionales. Pa a el desa ollo de es e apa ado oy a pone como ejemplo la c eación de algunas piezas, ab icándolas median e la imp esión 3D o median e la inyección de moldes. Es as piezas que mos a é a con inuación son muy dis in as en e ellas. Nos ija emos en el cos e de cada unidad y e emos el pun o de in lexión en el que la ab icación median e la inyección de moldes sale más en able que la imp esión 3D de las piezas. Los ma e iales que usa emos en ambos casos es P12 27 . • Pieza A. La pieza A iene un plazo de en ega acele ado. El equisi o undamen al es ob ene la pieza en días, no en semanas. La can idad que se quie e ob ene son 3500 unidades. El cos e po unidad median e la AM es de 3.52$ (se ob iene el o al de las piezas en 5 días) en e a 3.6$ median e IM (en 35-40 días). El pun o de equilib io son 3740 unidades. Las dimensiones de la pieza son 25 mm x 23 mm x 25 mm. A con inuación, podéis e una imagen de la igu a (Figu a 12). 27 Fa hom: A kema Rilsmid s HP MJF Figu a 12 Pieza A T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 67 • Figu a B. La igu a B iene un cos e de he amien as de es a pieza en pa icula es al o debido a una línea de pa ición compleja y ca ac e ís icas desa ian es. La can idad que se quie e ob ene son 1500 unidades. El cos e po unidad median e la AM es de 8.18$ (se ob iene el o al de las piezas en 6 días) en e a 12.46$ median e IM (en 40-56 días). El pun o de equilib io son 1829 unidades. Las dimensiones de la pieza son 111.83 mm x 15 mm x 109.24 mm. A con inuación, podéis e una imagen de la igu a (Figu a 13). • Figu a C. La igu a C iene con unas eglas de diseño muy es ic as. En es e caso el p oceso de moldeado es muy di ícil de lle a a cabo, po que necesi a de un p oceso de ex acción de pa es in e io es de la pieza. La can idad que se quie e ob ene son 1000 unidades. El cos e po unidad median e la AM es de 15.89$ (se ob iene el o al de las piezas en 4 días) en e a 19.15$ median e IM (en 42-45 días). El pun o de equilib io son Figu a 13 Figu a B T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 68 1249 unidades. Las dimensiones de la pieza son 62.8 mm x 53.8 mm x 63.7 mm. A con inuación, podéis e una imagen de la igu a (Figu a 14). • Figu a D. La igu a D cons a de la consolidación de piezas. Pa a la ab icación po el mé odo adicional se necesi a p ime o la ab icación de es pa es pa a una u u a consolidación del o al de la pieza, en cambio po AM podemos ab ica únicamen e 1 pieza. La can idad que se quie e ob ene son 2000 unidades. El cos e po unidad median e la AM es de 24.69$ (se ob iene el o al de las piezas en 4 días) en e a 28.72$ median e IM (en 40-56 días). El pun o de equilib io son 2150 unidades. Las dimensiones de la pieza son 140 mm x 25 mm x 140 mm. 7.2. Impac o ambien al Lo p ime o que se nos iene a la men e en elación con el impac o ambien al de es e ipo de ecnología es la g an can idad de plás ico que se usa. Los plás icos usados en es os p ocesos son ácilmen e eu ilizables. Si se necesi a un p oduc o, sea del p oceso que sea, a con inuación, les demos a é un pun o ue e de dicha ecnología. Dejando a un lado el ma e ial que se es á usando. Cen ándonos simplemen e en el p oceso. Figu a 14 Figu a C T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 69 Desde el pun o de is a de la escala de p oducción, un es udio ealizado, compa aba la p oducción con encional (conside ando como al la inyección en moldes) con dis in as imp eso as en 3D. Los cálculos usados pa a el es udio ue on ealizados po una agencia especializada en la aseso ía ambien al donde se compa aban es dis in as imp eso as 3D de di e en es cos es con la p oducción usando inyección en moldes. Además, en el es udio se asumie on o as p emisas: en cuan o a los ma e iales, pa a ambos p ocedimien os se usa on polip opileno y ácido polilác ico. Los esul ados del es udio mos a on que, po un lado, la manu ac u a clásica no es á p epa ada pa a bajos olúmenes de p oducción, en é minos de impac o ambien al; sin emba go, po o o lado, la écnica de imp esión 3D no puede compe i con la inyección en moldes pa a la p oducción de g andes olúmenes. También cabe alo a que en la imp esión 3D de me ales, la ene gía y ma e ial que uno se aho a al no ene la necesidad de c ea los moldes pa a su uso espec o al modelo con encional es impo an e. T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 70 8. Ejempli icación de p ocesos con p oducción 3D elacionados con el COVID-19 Con la llegada del COVID-19, la sociedad en gene al ha enido la necesidad de una muy ápida adap ación a la si uación que es amos i iendo. En cuan o al con ex o ac ual ya hemos hablado an e io men e de o ma ex endida. Sin emba go, es e pun o es muy impo an e pa a mos a la unción que ha enido la imp esión 3D en nues a sociedad. La peo pa e de odo es o es que po pa e de la p ensa y los medios de comunicación no le han b indado la in o mación ni la ele ancia que de es a ecnología. Alunas compañías del sec o p i ado se han econ e ido pa a abaja pa a el bien de la sociedad, muy po delan e de su p opio bien. En el apa ado an e io hemos hablado de los pun os a a o y en con a de la ecnología de imp esión 3D. Dos en ajas que me gus a ía esal a son la inmedia ez y la e sa ilidad. Con muy poco iempo de maniob a algunas emp esas pudie on eencauza su es ue zo hacia la p oducción de equipamien o sani a io pa a comba i la pandemia con a iedad de p oduc os a ensambla pa a la ab icación de nue os p oduc os dando alo a la ab icación adi i a. A con inuación, mos a é algunos ejemplos de piezas p oducidas po algunas emp esas. • Gene al Elec ic 28 : as el g an es allido de la pandemia mundial, GE ocalizó g an pa e de sus es ue zos pa a la ayuda de los cue pos sani a ios. Ac ualmen e, el plan de p oducción pasa po el uso de ecnologías de imp esión 3D pa a acele a la p oducción. GE ya ha es ado u ilizando la ab icación adi i a pa a aumen a la p oducción de alguna pa e de sus p oduc os y es á buscando o mas de u iliza la pa a mejo a y simpli ica el diseño de en ilado es y ali ia los cuellos de bo ella de la cadena de suminis o. GE median e la p oducción adi i a p odujo dis in os diseños de hisopos de p uebas naso a íngeos. Es os hisopos son los que igu an en la Imagen 9. 28 GE: igh agains COVID-19 T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 71 Imagen 9 Hisopos • S a asays 29 : es una compañía líde mundial en imp esión 3D en cuan o a los se icios de ab icación y come cialización de ma e iales. S a asys se ha mo ilizado a lo la go de odos es os meses, mo ilizando sus ecu sos pa a p oduci ápidamen e miles de p o ec o es aciales desechables que les p opo cionó al pe sonal médico de o ma g a ui a de dis in os es ados en los Es ados Unidos. Usando sus ins alaciones de ab icación di ec a en Minneso a; Aus in, Texas; y Valencia, Cali o nia, la compañía desa olló las dis in as piezas pa a la p oducción del cue po de la másca a y un escudo de plás ico anspa en e que cub a odo el os o, oda es a adición de piezas imp esas median e la ecnología 3D. La emp esa de ecnología médica Med onic y el Dunwoody College o Technology con sede en Minneapolis les b inda on sopo e pa a la e i icación a ni el legal de las masca illas en cues ión. 29 S a asys: How he 3D p in ing indus y is s epping up o help he COVID-19 esponse T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 72 Imagen 10 Másca a acial S a asys • HP 30 : es a compañía ame icana ambién líde en la come cialización de máquinas de imp esión 3D a ni el indus ial y domés ico. Es la emp esa más impo an e pa a des aca den o del sec o . Como S a asys ambién desa olló una masca illa pa ecida a la an e io , la pa e ase a de es a eque ía de una mayo p ecisión al desa olla la. A con inuación, mues o algunos desa ollos que han lle ado a cabo a lo la go de es os meses. 30 HP Inc.: How he 3D p in ing indus y is s epping up o help he COVID-19 esponse Imagen 12 Suje ado de la masca illa Imagen 11 Face shield de HP T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 73 O o p oduc o muy impo an e que HP llegó a desa olla con sus imp eso as 3D es un espi ado (Imagen 13) a pa i de piezas imp esas con 3D. Lei a 31 , es un cen o ecnológico de Ba celona, es quien lide ó el p oyec o y jun o con la ayuda de SEAT, compañía de au omoción de o igen español con plan a en Ma o ell, quien apo aba los abajado es pa a lle a el ensamblaje de las dis in as pa es del espi ado . Todas las piezas de es e espi ado han sido ab icadas con imp eso as 3D. Se puede llega a p oduci a un i mo de has a 100 espi ado es al día. A con inuación, podéis e una imagen del espi ado en cues ión. P oduc o sumamen e impo an e pa a la cu a del COVID, si hay al a de oxígeno en un pacien e. Imagen 13 Respi ado Lei a O o pun o posi i o que ambién comen amos en el an e io apa ado es la capacidad c ea i a que nos apo a la ab icación adi i a. Es o ambién se ha is o e lejado en el ac ual ma co del COVID desa ollando así dis in os apa a os pa a e i a el con agio. A con inuación, os enseño dos p oduc os hechos con imp eso as 3D. El p ime p oduc o cons a de una placa de plás ico acoplable a los pomos de pue as, en es e caso podemos e lo en la imagen que apa ece a con inuación, de modo que e i amos el con ac o de la yema de la mano con el pomo de la pue a con el in de e i a el con agio es echo en e los dis in os usua ios. El o o apa a o es un sopo e pa a suje a el gel hid oalcohólico acoplable a una pa a de la mesa de abajo, podemos e lo ambién en la imagen que igu a a con inuación. Es o de aquí son simplemen e dos ejemplos muy básicos, pe o 31 Lei a : COVID T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 80 Bulb and Key. E-comme ce impac . h ps://bulbandkey.com/blog/business/wha -is- he-impac - o -e-comme ce-on-socie y/ HP. Fi s COVID esponses. h ps://p ess.hp.com/us/en/p ess- eleases.h ml Lau a G i i hs. How 3D p in ing companies a e esponding o co ona i us c isis. h ps://www. c magazine.com/ opics/lau a-g i i hs/ Lei a +HP. El p ime espi ado de campaña 3D alidado médicamen e e indus ializable. h ps://co id-lei a .o g/ espi ado / Fa hom. 3D P in ing s Injec ion modeling. h ps:// a homm g.com/3d-p in ing- s-injec ion- molding Ba celona 3D Hub. h ps://www.iam3dhub.o g/ T abajo de in de g ado Ene o 2020 p. 81