martes, 25 de abril de 2017

IMPRESION 3D: Revoluciona la industria

La fabricación aditiva (impresión 3D) se emplea fundamentalmente para imprimir prototipos o piezas muy especializadas, difíciles de conseguir. También resulta útil para la creación de formas complejas. Pero para que la industria automovilística o aeronáutica empiece a adoptarla en su producción en serie, la impresión 3D debe mejorar en velocidad y, sobre todo, ser capaz de garantizar la integridad estructural de una aleación.

Ahora, una empresa española llamada NIT (New Infrared Technologies) ha desarrollado una tecnología de infrarrojos que resuelve  en parte este problema. Su sistema permite controlar el sobrecalentamiento de las piezas creadas mediante impresión 3D, y ajustar la potencia y el ritmo de producción.

FUNCIONAMIENTO: Existen detectores de infrarrojos de banda larga, media y corta, que se diferencian en la temperatura o condiciones a partir de las cuales un objeto se hace visible. NIT se posiciona en la banda media (a partir de 100 grados centígrados), donde encontramos grandes aplicaciones, como el control y monitorización de los procesos de soldadura, o el control de la temperatura en un proceso de producción aditiva mediante láser. Así, se puede detectar en tiempo real posibles fisuras, y adaptar la potencia del láser.

La principal ventaja de esta tecnología es su bajo coste, al ser capaces de fabricar detectores y sensores no refrigerados. Se podría colocar un medidor en cada línea de producción.

Otras posibles aplicaciones de esta tecnología es la detección de fugas de gas butano. O el control de calidad en la producción de vidrio. O comprobar si se han hecho adulteraciones en la gasolina.

CLIENTES
En la actualidad, NIT cuenta con más de 180 clientes en todo el mundo, entre ellos grupos como Gestamp, ArcelorMittal, Saint Gobain, Hyundai, Boeing o Thales. Además, participa en iniciativas de NASA para la utilización de la fabricación aditiva en el espacio, y en la actualidad sus cámaras están bajo consideración para su incorporación al vehículo 8X8 del Ejército de Tierra.

Su planta de producción en Madrid tiene capacidad para fabricar 100.000 sensores al año.


ANTECEDENTES

La  mayor adopción de las impresoras 3D promete una revolución donde  la producción podría pasar de los fabricantes a los consumidores.

La impresión 3D es la fabricación de objetos sólidos tridimensionales generados por un modelo digital con base en un proceso aditivo (superposición de capas sucesivas de material), por ello llamado fabricación aditiva. Esta tecnología permite imprimir una amplia gama de objetos.

La reducción de los precios de la tecnología, especialmente por la liberación de las patentes, permite su masificación, lo cual ha permitido desarrollar y lanzar al mercado impresoras más completas, capaces de trabajar con diversos materiales en simultáneo ( hasta 1,200 materiales entre texturas como caucho, materiales que soportan calor, materiales transparentes, biomédicos, etc). Ésa es la verdadera revolución”, explica Paul Laura Pasantes, jefe de producto de Impresoras 3D Stratasys en el Perú.


 La impresión 3D está desplazando  la producción desde los fabricantes hacia los consumidores  y sacando a la luz muchas de las ineficiencias de la producción masiva, explica Sukamal Banerjee, de HCL Technologies, en un artículo de Wired (febrero del 2015). Si bien no todo puede ser impreso en 3D, el uso de estas impresoras podría reducir la necesidad de la logística tradicional: sólo los diseños se transportan (de manera digital), los productos se imprimen localmente.

Impacto económico

Según el Wohlers Report del 2014, el mercado global de impresiones 3D superó los US$ 3,000 millones en el 2013, lo que supuso un incremento del 35% respecto al año anterior. El reporte señala que la industria seguirá creciendo en los próximos años, impulsada por la mayor disponibilidad de impresoras 3D de menos de US$ 5,000, y por un aumento en la tasa de adopción de la industria manufacturera, en particular para fabricar piezas finales y prototipos.



Según un estudio de Tech Pro Research del 2014, el 60% de empresas en Estados Unidos usa o planea usar la impresión 3D. De ese grupo, el 73% lo utiliza para testeo de ideas y conceptos, el 67% para prototipado, el 40% para manufactura de partes, 19% para la manufactura de productos y 16% para imprimir útiles de la oficina.

En las empresas

GE Aviation utiliza impresoras 3D en sus fábricas para producir partes críticas de máquinas y repuestos. Para el 2020, la empresa planea producir más de 100,000 partes de los motores Leap con impresiones 3D. La compañía, cuyos ingresos en el 2013 superaron los US$22,000 millones, planea invertir en esta tecnología US$3,500 millones en los próximos cinco años. Como puede esperarse, parte de su interés radica en el ahorro de costos en los procesos de fabricación. Pero, además, la empresa considera estratégico construir capacidad instalada para crear componentes que no se pueden construir con los procesos de manufactura tradicional.

Otra ventaja que los fabricantes han encontrado es la capacidad de diseñar un repuesto con 3D, probarlo rápidamente y volver a diseñarlo en caso de que sea necesario.

La impresión 3D está entrando también en el mercado de consumo masivo. Protos es una startup de Sillicon Valley que vende vía online lentes a la medida creados con impresoras 3D. La empresa utiliza un algoritmo que personaliza los marcos según los rasgos faciales de cada persona, a partir de sólo dos fotografías (de frente y de perfil) enviadas por el cliente. De este modo, los lentes se ajustan perfectamente al rostro de cada cliente.

Shoes by Bryan es una marca británica de calzado femenino creada por el reconocido arquitecto y diseñador Bryan Oknyansky. Los zapatos son fabricados con impresoras 3D y utilizan materiales ecoamigables.  Los zapatos se venden vía online por £400, unos US$630.

Otra importante aplicación de las impresoras 3D son las prótesis. Cada pieza debe responder a exigencias de personalización únicas, es decir, debe ajustarse al ser humano que usará la prótesis. “La tecnología 3D busca justamente lograr la flexibilidad en la ‘customización’. Ésa es una tendencia en el futuro: productos que respondan a necesidades particulares”. Una de las empresas líderes en fabricar prótesis con tecnología 3D es Exo.  La misma filosofía está detrás de Robohand de Sudáfrica, con el objetivo de crear prótesis mecánicas de bajo costo a través del uso de impresoras 3D.

En el Perú

Los principales sectores que usan impresoras 3D en el país son el manufacturero, el educativo y, en menor medida, el consumo masivo. En Unique, por ejemplo, se utiliza la impresión en 3D para el diseño y prototipado de los empaques de maquillaje.

En universidades como la Pontificia Universidad Católica o UTEC, los cursos de robótica o mecánica utilizan las impresoras 3D para diseñar partes de robots o réplicas menores de inventos que los alumnos realicen y que luego replicarán en otros materiales.

Maquinaria para el Desarrollo es una empresa de instalaciones industriales que crea moldes para empaques de alimentos, como huevos o paltas. Una vez desarrollado el molde, lo venden a otras empresas para que produzcan los empaques masivamente.

Perú aún atraviesa por una fase inicial en el uso de las impresoras 3D. La tecnología tiene más de veinte años, países como México, Argentina o Brasil estan mas adelantados.

Las primeras impresoras 3D se trajeron en el 2008, pero recién en el 2013 se empezó a trabajar a nivel profesional, en particular en aplicaciones industriales.


ORIGENES

E n 1983 se creó la primera impresora 3D bajo el método de impresión de estereolitografía, tecnología que utiliza resinas líquidas fotopoliméricas que se solidifican cuando se exponen a la luz ultravioleta. Sin embargo recién en los últimos años ha empezado la verdadera revolución 3D, con la masificación de la tecnología y su aplicación extendida.

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