El avance en materiales, software y automatización, acelera la adopción de la fabricación aditiva en sectores clave

La fabricación aditiva forma parte ya de la realidad productiva habitual de muchos sectores industriales. Desde la fabricación de prototipos hasta la fabricación en serie de componentes plásticos, metálicos, cerámicos y compuestos. El desarrollo a futuro de este proceso de fabricación por capas a partir de modelos digitales depende, en parte o en todo, del desarrollo de nuevos materiales que amplíen el espectro de aplicaciones posibles. De todo ello, hablamos con varios expertos del sector.

PREGUNTAS

1. ¿Cuáles son las principales tecnologías de fabricación aditiva disponibles?

2. ¿Qué sectores industriales están adoptando la fabricación aditiva, para qué tipo de aplicaciones y con qué beneficios?

3. ¿Cuáles son los desafíos actuales en la adopción de la fabricación aditiva?

4. ¿Cómo está impactando la fabricación aditiva en la cadena de suministro de componentes para, por ejemplo, la industria del automóvil?

1. La fabricación aditiva (AM), comúnmente conocida como impresión 3D, engloba diversas tecnologías que crean objetos añadiendo material capa a capa a partir de modelos digitales. HP AM ha desarrollado tecnologías avanzadas de fabricación aditiva, entre las que destacan:

• Multi Jet Fusion (MJF): esta tecnología utiliza un proceso de impresión multiagente para producir piezas con detalles finos y gran precisión dimensional. La MJF es conocida por su rapidez y rentabilidad, lo que la hace adecuada tanto para la creación de prototipos como para la producción en masa. 
• Metal Jet: la tecnología Metal Jet de HP permite producir piezas metálicas uniendo partículas metálicas capa a capa, que luego se sinterizan para conseguir las propiedades finales. Este método está diseñado para la fabricación de grandes volúmenes de componentes metálicos.
   

2. Las tecnologías de fabricación aditiva de HP han tenido un impacto significativo en varios sectores, ya que permiten aplicaciones innovadoras y proporcionan beneficios sustanciales. Algunos ejemplos son los sectores de la automoción, la industria aeroespacial y la sanidad.

En el sector de la automoción, los fabricantes utilizan la AM para crear rápidamente prototipos, herramientas y piezas finales. Entre sus ventajas destacan la aceleración del desarrollo de productos, la reducción de peso y la personalización. El sector aeroespacial exige componentes ligeros, duraderos y complejos para mejorar el rendimiento y la eficiencia del combustible. La tecnología Multi Jet Fusion (MJF) de HP ha sido fundamental para cumplir estos requisitos. 
 

En el sector sanitario, la AM se utiliza para crear implantes, prótesis y dispositivos dentales personalizados, lo que mejora los resultados de los pacientes gracias a soluciones adaptadas a sus necesidades.

3. A pesar de sus ventajas, la adopción generalizada de la AM se ve dificultada por varios retos. La gama de materiales adecuados para la AM sigue ampliándose y no todos los materiales utilizados en la fabricación tradicional están disponibles para la impresión 3D. Y, aunque la fabricación aditiva es excelente para la creación de prototipos y la producción de pequeños lotes, su ampliación para la producción en masa puede ser más lenta que la de los métodos tradicionales. La escalabilidad es esencial en la impresión 3D, ya que las plataformas modulares y las soluciones escalables ayudan a las empresas a adaptarse con eficacia. Por ejemplo, la HP Metal Jet S100 ofrece calidad, repetibilidad y velocidad, ideales tanto para usuarios nuevos como para los ya establecidos. 
 

Además, muchas piezas de AM requieren procesos de acabado adicionales para alcanzar la calidad superficial y las propiedades mecánicas deseadas, lo que aumenta el tiempo y los costes. Establecer normas industriales y obtener certificaciones para las piezas producidas con AM, especialmente en sectores regulados como el aeroespacial y el sanitario, sigue siendo un proceso complejo. 
 

Por último, uno de los principales retos a la hora de adoptar la impresión 3D es la percepción de que implica una inversión financiera significativa. Como líder del sector, HP AM está abordando activamente estas preocupaciones y ayudando a las empresas a adoptar la impresión 3D a través de iniciativas estratégicas destinadas a reducir el coste total de propiedad.
 

4. La fabricación aditiva está transformando las cadenas de suministro de varias formas. Uno de los efectos principales es el paso a una producción descentralizada. La fabricación aditiva permite la producción localizada, lo que reduce la dependencia de instalaciones de producción centralizadas y minimiza los costes de transporte. Esta descentralización permite a las empresas producir piezas más cerca de donde se necesitan, lo que mejora la eficiencia y la capacidad de respuesta.

Otra transformación clave es la transición al inventario digital. Con la fabricación aditiva, las empresas pueden mantener archivos digitales de piezas y producirlas bajo demanda. Este enfoque reduce la necesidad de grandes existencias físicas y de amplias instalaciones de almacenamiento, lo que supone un ahorro de costes y una gestión más eficiente del inventario.

Además, la fabricación aditiva simplifica la logística. La capacidad de producir piezas según las necesidades se traduce en plazos de entrega más cortos y cadenas de suministro más flexibles. Esta flexibilidad permite a las empresas adaptarse rápidamente a los cambios en la demanda y reducir el riesgo de interrupciones en la cadena de suministro. En general, la fabricación aditiva está impulsando un modelo de cadena de suministro más ágil, eficiente y rentable en la industria del automóvil y en otros sectores. 

Este tipo de fabricación también ofrece varios beneficios de sostenibilidad que contribuyen a una economía más sostenible. Entre ellas se incluyen la reducción de residuos de materiales, el reciclaje eficiente y el importante papel de la IA en la optimización de diseños para mejorar el impacto medioambiental. En el sector de la automoción, estos cambios permiten a los fabricantes adaptarse rápidamente a las demandas del mercado, personalizar los vehículos de manera más eficiente y reducir su dependencia de las limitaciones tradicionales de la cadena de suministro. 

El compromiso de HP con el avance de las tecnologías de fabricación aditiva sigue impulsando la innovación en diversos sectores, abordando retos y transformando los modelos tradicionales de fabricación y cadena de suministro.

1. Hoy en día, podemos decir que las tecnologías y materiales que se benefician de la impresión 3D para fabricar piezas no tienen límites. Usando tecnologías laser, de inducción o luz ultravioleta. Desde piezas industriales a fabricación de órganos. Materiales poliméricos, hormigón, metal, resinas. El espectro es enorme y en el tema de materiales es donde más se está avanzando, para tener un material específico para cada sector o tipología de pieza.

2. Aeroespacial y Defensa 

Empresas del sector utilizan la impresión 3D para prototipado rápido, producción de componentes ligeros y resistentes, y fabricación de piezas personalizadas en pequeñas series, reduciendo plazos de entrega y costes logísticos.
 

Automoción 

Se emplea para la creación de moldes, utillajes y piezas finales, permitiendo una mayor personalización y una reducción de desperdicio de material en comparación con métodos tradicionales como la inyección o el mecanizado.

Construcción y Mobiliario Urbano 

La impresión 3D permite fabricar estructuras modulares, elementos arquitectónicos y mobiliario urbano con materiales reciclados, favoreciendo la sostenibilidad y la economía circular.

Naval: Aeroespacial y Defensa 

Empresas del sector utilizan la impresión 3D para prototipado rápido, producción de componentes ligeros y resistentes, y fabricación de piezas personalizadas en pequeñas series, reduciendo plazos de entrega y costes logísticos.

3. -Costes de inversión y formación: aunque la impresión 3D reduce costes en series cortas, la inversión inicial en equipos industriales sigue siendo alta, y muchas empresas necesitan formación especializada para integrar la tecnología de manera eficiente.

-Velocidad y escalabilidad: para grandes volúmenes de producción, la impresión 3D sigue siendo más lenta que métodos tradicionales como la inyección o el mecanizado. La clave está en combinar la fabricación aditiva con procesos híbridos para maximizar la eficiencia.

-Mentalidad en la industria: muchas empresas aún ven la impresión 3D solo como una herramienta de prototipado, sin explorar su potencial en producción final. La falta de conocimiento técnico y la resistencia al cambio hacen que algunas industrias sean más lentas en adoptar esta tecnología.
 

A pesar de esto, el avance en materiales, software y automatización está acelerando la adopción de la fabricación aditiva en sectores clave, demostrando que no es solo una tendencia, sino el futuro de la manufactura.

4. La fabricación aditiva está revolucionando la cadena de suministro en la industria automotriz, permitiendo la producción bajo demanda, eliminando la necesidad de grandes inventarios, reduciendo costes logísticos y acelerando el desarrollo de nuevas piezas con diseños optimizados. 

Un ejemplo clave es BMW, que en 2023 fabricó más de 300.000 piezas con tecnología de impresión 3D, cifra que sigue en aumento. Entre sus aplicaciones destaca la producción de colectores de aceite para motores de alto rendimiento, diseñados con estructuras optimizadas que mejoran la gestión térmica y reducen peso, algo difícil de lograr con métodos tradicionales. Este enfoque no solo mejora el rendimiento de sus vehículos, sino que también reduce desperdicio de materiales y tiempos de fabricación, consolidando la impresión 3D como una herramienta esencial en la automoción del futuro.

1. Desde Meltio, desarrollamos soluciones de impresión 3D de metal para distintas industrias como automoción, defensa, aeroespacial, minería, petróleo y gas, energía y cualquier industria que necesite de forma eficiente y aumentando su productividad fabricar con nuestra tecnología única y patentada de impresión 3D de metal piezas y ganar en autonomía de fabricación. Nuestra tecnología utiliza como fuente de energía láseres que con la técnica de hilo de soldadura van fundiendo el material y creando la pieza tridimensional capa a capa. Va dentro de un cabezal desarrollado únicamente por Meltio y éste se integra en un brazo robótico -Meltio engine robot integration-, en una máquina computerizada CNC, en un equipo contenerizado con brazo robótico -Meltio Robot Cell- muy útil para el transporte de este brazo robótico que imprime en 3D piezas metálicas para el sector defensa y en una impresora 3D potente, la Meltio M600.
 

2. Defensa, naval, petróleo y gas, energía, automoción y aeroespacial son algunas de las industrias que han validado y adoptado en sus procesos de producción y fabricación en serie en busca de mayor autonomía a la hora de obtener piezas de aceros inoxidables, aluminio, cobre, titanio, Inconel, entre otros, y también han ganado en productividad y en eficiencia en sus procesos de producción.
 

3. El principal desafío sigue siendo que las industrias de todo el mundo sigan validando y confiando en la fabricación aditiva con método de fabricación fiable y lo sigan incorporando a sus métodos de producción para fabricar en serie. En nuestro caso, Meltio se está convirtiendo a nivel mundial gracias a nuestra tecnología como una alternativa o complemento fiable respecto de tecnologías de fabricación tradicionales. El año pasado se confirmó la tendencia en la incorporación de la tecnología de fabricación aditiva como una tecnología de fabricación masiva en las industrias de todo el mundo. En 2024, se difundió en el sector muchas noticias que han convulsionado el mercado mundial de la fabricación aditiva por anuncios de caídas de ventas, quiebras de empresas, fusiones... y esto es preocupante. Sí es cierto que 2024 se ha confirmado como un año en el que la industria necesita ser más eficiente y necesita obtener más competitividad para compensar el aumento de costes. Esto abre de par en par la puerta a aportar esa eficiencia. El pasado ejercicio fue el punto de inflexión en el que las tecnologías de fabricación avanzada están empezando a tener un peso estratégico entre las industrias no para prototipado, sino para piezas finales definidas y con elevados índices de fiabilidad.

4. La fabricación aditiva, nuestras soluciones de metal, han sido clave y muy efectivas para garantizar la fabricación de piezas metálicas ante los cortes de suministro. Nuestra tecnología de impresión 3D de metal da autonomía a los sistemas de producción y permite solucionar las roturas de stock de piezas metálicas, puesto que nuestras soluciones son llave en mano y se instalan directamente en los centros industriales con necesidades de piezas en un corto período de tiempo.

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Este artículo aparece publicado en el nº 562 de Automática e Instrumentación págs 74 a 77.