¿Por qué utilizar la impresión 3D?

¿Por qué utilizar la impresión 3D? Una pregunta cuya respuesta podría parecer obvia, ya que los medios, las empresas y el público en general parecen asociar esta tecnología con la 4ª revolución industrial, cada vez más actores la integran y sus aplicaciones son cada día más originales en sectores tan variados como la aeronáutica, la medicina o la joyería.

Pero, ¿en qué medida una empresa debería incluirla en su proceso de fabricación? ¿Qué puede beneficios puede sacar realmente de ella? Para entender los verdaderos problemas detrás de esta tecnología, queremos explicar en términos simples los beneficios de la impresión 3D.

1. Impresión 3D: Costo reducido para series pequeñas

El primer punto que nos viene a la mente cuando hablamos de impresión 3D es el aspecto económico. Al requerir por definición una cantidad limitada de material en comparación con las tecnologías sustractivas (como el mecanizado CNC que crea desperdicios de producción), al simplificar el ensamblaje de partes complejas pero también al acortar toda la cadena de suministro la impresión 3D ofrece un menor costo de producción en comparación con otros métodos tradicionales de fabricación tradicionales.

Además, la fabricación aditiva (el otro nombre de la impresión 3D) implica un costo unitario constante de producción, lo que da como resultado casi cero economías de escala. Aunque este último punto podría ser similar a una desventaja, también supone que algunas compañías prioricen esta tecnología para producir piezas personalizadas o pequeñas series cuando la producción no exceda una cierta cantidad.

El gráfico anterior ilustra el costo de producción relacionado con la impresión 3D en comparación con los métodos tradicionales según el volumen de unidades deseado. Con la impresión 3D, una empresa ya no está obligada a diseñar un producto en grandes cantidades para obtener rentabilidad. La tecnología permite fabricar piezas únicas o de bajo rendimiento, ofreciendo una apuesta menos arriesgada para startups y pymes que desean ingresar a nuevos mercados.

2. Impresión 3D: Un proceso de fabricación rápido

Aunque la impresión 3D de una pieza puede llevar muchas horas, sigue siendo un método de fabricación relativamente rápido si se consideran los beneficios de su integración dentro del ciclo de vida de un producto, reduciendo de varios meses a algunos días solo su lanzamiento en el mercado.

Al internalizar la tecnología, una empresa puede diseñar rápidamente diferentes versiones de un prototipo en lugar de pasar por un proveedor y esperar varios días para obtener una nueva versión de su concepto. Por supuesto, esta integración tiene un costo, pero finalmente permite ganar agilidad a lo largo de la fase de diseño y, en última instancia, acelerar la comercialización del producto. Una tendencia que ha dado lugar al concepto de «Rapid Manufacturing» o «Rapid Prototyping» en inglés, uno de los primeros nombres de la impresión en 3D de los años 90.

La impresión 3D permite mucha agilidad en el proceso de producción

«La fabricación aditiva hace posible probar innovaciones muy rápidamente y a un costo menor. Ya no estamos en un tipo de gestión de proyectos «Cascada», es decir, donde todo está planeado de antemano, con inevitablemente su gran cantidad de imprevistos que vienen a cuestionar todo, pero en un enfoque iterativo mucho más ágil. »Théophile Guettier, especialista en fabricación aditiva en Bosch.

Otras detalles de la tecnología también contribuyen a convertirla en una técnica «rápida», como la capacidad de imprimir simultáneamente varios objetos muy diferentes en la misma placa de impresión, como un modelo de arquitectura, un escaneo anatómico de un paciente y una pieza de herramientas, pero también la idea de poder crear un modelo funcional o complejo en un solo paso, evitando los tiempos de ensamblaje.

3. Impresión 3D: Mayor libertad de diseño

Otra de las ventajas de la impresión 3D es destacar la capacidad de imprimir piezas de gran complejidad geométrica. Las formas que antes eran impensables con los métodos convencionales ahora son un juego de niños para cualquier impresora 3D.

No es necesario adaptarse a las limitaciones técnicas de la herramienta de fabricación para diseñar su modelo 3D, es un nuevo campo de posibilidades para los diseñadores y otros modeladores 3D que ahora pueden imaginar todos los dibujos que pasan por su cabeza como piezas enredadas, formas sin ensamblar o mallas inspiradas en la naturaleza. Una oportunidad tecnológica que también ha visto la aparición de nuevos métodos de diseño en 3D.

Ejemplo de objecto optimizado topológicamente para reducir peso

Entre estas nuevas técnicas, encontramos el software de optimización topológica, que permite, como su nombre lo indica, optimizar el diseño de una habitación de acuerdo con las limitaciones mecánicas propias. ¿El objetivo? Reducir el exceso de material para igualmente reducir los costos de producción y uso. Un criterio que tiene sentido para las aplicaciones cuyo peso es de suma importancia, como en el sector aeroespacial o el automovilismo.

Otros conceptos, como el diseño generativo que se basa en el biomimetismo o la creación de celosías para fortalecer partes usando mallas livianas y fuertes, también contribuyen a la revolución del diseño iniciada por el desarrollo de impresión 3D.

Entre los pioneros de este movimiento se encuentran empresas como Airbus con un concepto de avión de diseño biónico, XtreeE con la construcción de un pabellón de hormigón inspirado en la naturaleza o el estudio estadounidense Nervous System en el campo de la joyería. Originalmente diseñado en computadora, cada joya del estudio es única, personalizada y muy similar a los corales.

Impresión 3D de Nervous Systems

4. Impresión 3D: El advenimiento de la producción bajo demanda

Un último punto notable se refiere a la digitalización de catálogos industriales. En unos años, los productos se podrán reducir a simples archivos digitales con el objetivo de finalizar los tediosos inventarios. Una tendencia confirmada por el estudio realizado por el centro finlandés de investigación MTB que explicaba que al menos el 5% de las piezas de repuesto ya podrán digitalizarse e imprimirse en 3D.

Grandes grupos como Boeing, SEB, Volvo o Volkswagen se están embarcando en iniciativas de este tipo para ofrecer a los clientes acceso a las versiones digitales de sus catálogos de piezas. Otras iniciativas, como Boulanger, una empresa francesa de electrodomésticos, ofrecen la posibilidad de descargar directamente piezas de componente defectuosos o dañados de los dispositivos de su catálogo, navegando en su lucha contra la obsolescencia programada.

En términos más generales, la aparición de la producción bajo demanda, impulsada por el desarrollo de Internet y formalizada por los últimos avances de la impresión 3D. Cada pedido de una pieza impresa en 3D funciona en un solo flujo. Al final del día, es un cambio profundo en la cadena de suministro de muchas industrias. Abre el camino a la personalización masiva de muchos bienes de consumo, ya sean juguetes, zapatos, lencería o auriculares, los ejemplos ya no faltan. Decenas de nuevas empresas han entendido y comienzan su producción a un costo menor. Al igual que en las revoluciones de los sectores de la música y el cine, los gigantes del sector tendrán que adaptarse rápidamente o arriesgarse a dejar la llegada de los brotes de la impresión 3D.

Plataforma Happy 3D de la tienda de electrodomésticos Boulanger

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