Impresión 3D más allá del prototipado: Acelerar la adopción de la fabricación aditiva es responsabilidad de toda la industria

Si me preguntaran ahora mismo: "Jurgen, ¿cuál es el estado actual del sector de la fabricación aditiva?", mi respuesta sería muy positiva. En muchos sentidos, nunca ha sido tan fuerte.

Pero también es cierto que nuestra industria aún puede ir mucho más lejos. No se trata sólo de cuántos fabricantes adopten la tecnología, sino de para qué la utilicen y cuándo. La buena noticia es que la impresión 3D Industrial ya es conocida y está bien establecida. Los fabricantes ya entienden lo que es y las ventajas que aporta. Saben por qué utilizarla - pero ahora se preguntancómo dar ese siguiente paso.

• ¿Cómo puedo integrar plenamente la impresión 3D Industrial en mi línea de producción? 
• ¿Cómo puedo encontrar más aplicaciones? 
• ¿Cómo pasar de forma segura de la impresión de prototipos a la producción serie?

Estas tres preguntas son la prueba de los mayores retos para lograr una adopción generalizada de la AM, y es muy probable que usted mismo ya se las haya planteado alguna vez. Tal vez sepa que necesita verdaderos expertos en AM Industrial, pero tiene dificultades para contratarlos internamente. Quizá sepa que la impresión 3D tiene mucho que ofrecer, desde más libertad de diseño hasta ventajas económicas y para la cadena de suministro, pero aún no esté seguro de cómo detectar continuamente las aplicaciones adecuadas. E incluso aquellos que la han utilizado durante mucho tiempo pueden tener dificultades para dar el siguiente paso: aumentar la producción, desde la creación de prototipos hasta primeras series y más aún.

Y ese es realmente el siguiente paso. Por mucho que se conozcan sus ventajas, la impresión 3D Industrial sigue siendo sinónimo de creación de prototipos, pero puede ser mucho más. Nuestra responsabilidad dentro de la industria de la AM es arrojar luz sobre esto, educar a los fabricantes sobre lo que diferencia a estas dos aplicaciones, y ayudar a cambiar la percepción que muchos todavía tienen destacando los casos que demuestran su preparación para la producción serie". Después, dependerá de usted como fabricante depositar su confianza en la tecnología y mostrar ese deseo de ser pionero en su campo.

Así que, déjame empezar. ¿Qué diferencia la impresión de prototipos de la producción serie y cómo se debe pasar de una a otra?

A primera vista, es muy obvio. Los prototipos son impresiones únicas, casi siempre funcionales. Imprime, prueba, rediseña y repite hasta que estés satisfecho. En la producción en serie, se imprime la misma pieza repetidamente en lotes, y aquí aparece una diferencia muy importante. Imprimir una pieza en una serie de 100 es muy diferente a imprimir una pieza 100 veces: lo que realmente las diferencia es elcontrol.

Cuando se imprime una pieza en 3D, se generan sus propiedades durante la producción. El proceso influye en todos los aspectos, desde la densidad hasta la precisión dimensional, por lo que es tan importante como el material elegido. No se puede copiar y pegar entre impresiones, y alcanzar la consistencia que exigen los fabricantes no es algo automático. Para garantizar la repetibilidad, trazabilidad y fiabilidad que necesitan, es necesario un control minucioso de los procesos.

Para cumplir estos tres requisitos y escalar a la producción en serie, se puede esperar una especie de transición técnica: trabajar dentro de un proceso NPI, seguir minuciosos controles de calidad y proceso y, en algunos casos, confiar en líneas de producción AM especializadas. Me gustaría desglosar cada uno de ellos con un poco más de detalle.

Empecemos por el proceso del NPI. Los detalles exactos pueden variar de un proveedor de impresión 3D a otro, pero la idea es la misma: llevar una idea del concepto a la producción a escala. Por lo general, usted y su proveedor de fabricación aditiva trabajarán juntos para determinar y fijar los requisitos del proyecto, evaluar la viabilidad de su diseño y seleccionar la combinación óptima de material, tecnología y acabado. Una vez identificadas las necesidades de desarrollo exclusivas -utilicemos como ejemplo un acabado superficial limpiable-, validarán el diseño mediante unas cuantas series de producción, lo que proporcionará todos los datos necesarios para pasar a la producción en serie.

Los controles de calidad y procesos entran en juego a lo largo de ese desarrollo, y son cruciales. Sin entrar en demasiados detalles, por lo general se puede esperar que abarque la validación del proceso, incluida la cualificación de la instalación (IQ), la cualificación operativa (OQ) y la cualificación del rendimiento (PQ), junto con toda la documentación pertinente del proceso. Certificaciones como ISO 9001, ISO 13485, EN 9100 y cualquier otra cualificación específica del sector que necesite como fabricante también influirán en todo esto.

Pero quizá lo más importante sea la comunicación que conlleva. Los proveedores de impresión 3D pueden proporcionarle toda la documentación que necesite para satisfacer a su sector. También sabrán informarle directamente si introducen algún cambio en el proceso que pueda afectar a la forma, el ajuste o la función de su pieza.

Por supuesto, todo proyecto tiene dos caras. Me gusta pensar que la impresión 3D es colaborativa. Como proveedor de servicios, aportamos nuestra experiencia en impresión 3D, mientras que el cliente aporta su experiencia en su sector y sus productos. Combinando esos conocimientos, podemos ofrecer los mejores resultados y llevar la adopción más lejos, pero eso también requiere confianza y transparencia por parte del cliente, además de voluntad de cambio.

Ese cambio de mentalidad necesario se compone de dos elementos principales. En primer lugar, está en la forma de abordar el diseño y los posibles proveedores de impresión 3D Industrial. Es importante que conozca sus necesidades desde el principio, incluidas las características que deben ser consistentes para cada pieza que se fabrique. Al proporcionar esa información de antemano, sus socios pueden garantizar que se aplican los controles en cada lote de impresión, algo que no ocurrirá en la impresión de prototipos, a menos que se solicite específicamente.

Sin embargo, antes de llegar a esa fase, es importante comprender la diferencia que puede suponer diseñar para la fabricación aditiva (DfAM). Ya puede obtener ventajas de la impresión 3D cuando produzca por ejemplo una serie de bajo volumen, pero los verdaderos beneficios llegan cuando adapta su diseño para 3DP. Al igual que con cualquier otra tecnología, puede reducir considerablemente los costes o aumentar el valor si diseña específicamente para la tecnología que utiliza. Saber cómo reducir el peso, aumentar la resistencia, incorporar funcionalidades, imprimir piezas complejas en una sola pieza y combinar la impresión 3D con las técnicas tradicionales, además de muchas otras cosas, puede tener un gran impacto.

En el sector tenemos que asegurarnos de que dispone de las herramientas y oportunidades de aprendizaje necesarias para adquirir estos conocimientos. En mi opinión, es un requisito previo para que se produzca el segundo gran cambio de mentalidad: entender dónde encaja la fabricación aditiva en su configuración de producción y asegurarse de que la tecnología es prioritaria en todo su proceso de desarrollo de productos. En lugar de considerarla un nicho o una novedad que se usa solo en ocasiones especiales, debe considerar y evaluar la impresión 3D Industrial como cualquier otra tecnología tradicional cuando cree un prototipo o considere rediseñar una pieza existente. Después de todo, en el mejor de los casos, la impresión 3D es complementaria: no es todo o nada, sino que coexiste con las tecnologías que ya conoce y utiliza.

El objetivo de la industria debe ser ayudar a fabricantes como usted a llevar esa mentalidad aún más lejos, hasta el punto de que pueda sentirse seguro al planificar el uso de la AM para la producción serie desde el principio, y cuando la aplicación sea adecuada.

Y eso me lleva de nuevo a la gran pregunta: ¿cómo? En el título de este artículo decía que acelerar la adopción es una responsabilidad de todo el sector, porque no se trata sólo de una pregunta a la que usted, como cliente, debe responder.

Nuestro sector debe mostrarle cómo puede dar el salto entre esas fases de adopción de forma segura y ofrecerle los servicios que necesita para ello. Al proporcionar procesos sólidos y repetibles, podemos infundirle la confianza necesaria para adoptar la impresión 3D Industrial como componente central de su estrategia de producción.

En Materialise, nuestro enfoque distingue entre la impresión de prototipos y la producción serie, con una vía única para cada aplicación. Esto significa que podemos adaptar el apoyo que ofrecemos en función del punto del proceso de producción en el que se encuentren los fabricantes y trabajar para desmitificar el papel de la impresión 3D en esa progresión mediante sesiones de formación específicas para todos los niveles.

Después, necesitamos algo de usted como fabricante. Necesitamos que sea valiente. Innovador Previsor y a la vanguardia. En lugar de esperar a que aparezcan normas de fabricación, sea usted quien establezca esas normas. Es lo que siempre ha sido la impresión 3D.

Juntos, tenemos el poder de impulsar esta evolución, garantizando que la fabricación aditiva sea reconocida no sólo por la creación de prototipos, sino por sus capacidades demostradas en la producción en serie. Si seguimos colaborando, innovando y educando, creo que podemos conseguir que la adopción generalizada sea una realidad más pronto que tarde.