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Por contraposición a la fabricación sustractiva, que crea eliminando material de un bloque, la fabricación aditiva es aquella que genera objetos superponiendo capas a partir de un modelo digital.
Sectores como la automoción, la aeronáutica o la salud han experimentado una auténtica revolución con la llegada de la fabricación aditiva, que permite la elaboración de objetos físicos en 3D mediante la incorporación de capas sucesivas de material. Gracias a esta tecnología es posible crear piezas complejas a un coste menor para industrias con necesidades muy concretas.
Estudios como el Máster en Industria 4.0 online de UNIR proporcionan la formación necesaria para convertirse en un profesional competente en la gestión de la transformación de las empresas, implementado el denominado Internet of Things (IoT) y todas las tecnologías del ecosistema 4.0, en el que se incluye la impresión 3D.
¿Qué es la fabricación aditiva?
La fabricación de un producto tradicionalmente consistía en eliminar material de un bloque sólido utilizando diferentes procedimientos como corte, perforación o esmerilado, con la finalidad de obtener la forma requerida. Sin embargo, lo que se denomina fabricación aditiva es el procedimiento de elaboración de mercancías a través de la agregación de revestimientos de material. Esta adición se realiza capa por capa, hasta conseguir la forma definida previamente en el modelo digital.
Generalmente, cuando se habla de fabricación aditiva, la referencia es al uso industrial de la impresión 3D, en trabajos como la elaboración de piezas para la industria automovilística, aeronáutica, sanitaria o para la construcción de herramientas, creación de prototipos y validación de diseños.
La fabricación aditiva utiliza una gama más amplia de técnicas y materiales que la impresión 3D, además de producir objetos a escala industrial. Se trata, por tanto, de una de las tecnologías y herramientas en la industria 4.0.
Cualquier empresa que esté realizando fabricación aditiva necesita contar con los siguientes elementos:
- Un ordenador.
- Un programa de modelado 3D. Es preciso disponer de un archivo CAD digital y exportarlo como .STL, que es el tipo de formato estándar empleado en la industria para la impresión 3D.
- Un equipo de fabricación aditiva.
- El elemento del que van a estar compuestas las piezas.
Una vez que se elabora el boceto en el ordenador, los responsables de la fabricación deben estudiar los datos de ese archivo para colocar y agregar las capas de los materiales correspondientes, capa sobre capa. No es un proceso simple y, por ello, se requiere de profesionales específicamente preparados en este campo.
Aplicaciones de la fabricación aditiva
La fabricación aditiva 3D se ha implantado en industrias de todo tipo, demostrando que se trata de una tecnología muy versátil. La gran eficiencia de este método de construcción de objetos tridimensionales capa por capa ha propiciado que cuente ya con un sinfín de usos a día de hoy.
Estas son algunas de las principales aplicaciones de la fabricación aditiva:
- Prototipado rápido. La fabricación aditiva permite producir modelos conceptuales en cuestión de horas, acelerando el proceso de desarrollo de productos y reduciendo los costes asociados con la fabricación de prototipos tradicionales. Por este motivo, resulta una herramienta muy útil para profesionales como el diseñador industrial.
- Fabricación personalizada. Una de las ventajas más destacadas de la impresión 3D es su capacidad para elaborar productos personalizados de manera sencilla. Así, es posible poner en el mercado objetos de consumo adaptados a las necesidades específicas de cada cliente a precios muy competitivos.
- Sector médico. En el ámbito sanitario, la impresión 3D se utiliza para fabricar una amplia gama de dispositivos, como implantes quirúrgicos, instrumentos médicos personalizados y modelos anatómicos empleados en la planificación de las cirugías.
- Automoción. La fabricación aditiva se emplea también para la producción de piezas de automóviles, desde componentes interiores hasta partes del motor y de la carrocería. Gracias a esta tecnología, los fabricantes pueden reducir el peso de los vehículos, mejorar la eficiencia energética y acelerar el desarrollo de nuevos modelos.
- Industria aeroespacial. Por medio de esta tecnología es posible la creación de estructuras complejas y geométricamente optimizadas que serían difíciles de fabricar con métodos tradicionales. Se trata de componentes ligeros y resistentes, que maximizan el rendimiento de aeronaves y vehículos espaciales.
- Arquitectura y construcción. La impresión 3D se utiliza en estos sectores para crear maquetas, modelos de estructuras y elementos decorativos. Así, se hace más fácil la creación de estructuras complejas y personalizadas de manera eficiente y sostenible.
Una amplia variedad de sectores industriales están apostando por la fabricación aditiva para lograr transformar su forma de diseñar, producir y utilizar productos tornándose más eficientes.
La impresión 3D, gracias a su capacidad para producir de manera rápida, personalizada y sin desperdicio de material, constituye una de las herramientas imprescindibles de la denominada Industria 4.0, que utiliza tecnologías inteligentes para mejorar la productividad y los procesos en las empresas de hoy en día.
Usos de la fabricación aditiva en la Industria 4.0
La Industria 4.0, también denominada la Cuarta Revolución Industrial, se define por la integración de tecnologías digitales avanzadas en los procesos de fabricación y producción. En este escenario, una herramienta como la fabricación aditiva resulta de gran interés para promover la innovación y la eficiencia en las actividades fabriles.
Estos son algunos de los usos más relevantes que tiene actualmente la fabricación aditiva en la Industria 4.0:
- Producción just in time, elaborando los productos en la cantidad justa en cada momento, sin que existan excesos o carencias.
- Preparación de herramientas y moldes de forma rápida y personalizada.
- Fabricación de series limitadas y prototipos funcionales para hacer pequeñas cantidades de productos de manera rentable.
- Personalización de productos, adaptándolos fácilmente a las necesidades y preferencias individuales de los clientes.
- Optimización de la cadena de valor, al aprovechar al máximo los procesos de producción y reducir los tiempos de entrega. De esta forma, es posible mejorar el rendimiento y la competitividad de las empresas.
Todos estos procesos se llevan a cabo de un modo eficiente y sostenible, puesto que la producción aditiva utiliza únicamente el material necesario y no genera desperdicios. Además, el tiempo de elaboración se racionaliza de tal forma que el precio por pieza resulta más económico.
En lo que respecta a la seguridad industrial, la impresión 3D utiliza varias tecnologías en las que varía tanto la técnica ejecutada como la materia prima de la que se parte para la elaboración de la pieza. Por tanto, han aparecido nuevas amenazas que es necesario evaluar para que no supongan riesgos en la salud de los trabajadores. Aunque todavía existen pocas publicaciones al respecto, el Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo cuenta con una pequeña guía sobre agentes químicos en fabricación aditiva.
Ejemplos de fabricación aditiva
Con el auge y la implantación cada vez mayor de la Industria 4.0 muchas empresas han apostado también por incluir la fabricación aditiva en alguno o en todos sus procesos. Esos son algunos ejemplos de fabricación aditiva:
- Componentes de calzado deportivo. Las grandes firmas deportivas, como Nike, Adidas o New Balance, están empleando la tecnología 3D, sobre todo para fabricar las suelas de sus zapatillas.
- Partes de automóviles. Ya no solo las piezas que se necesitan para el funcionamiento de los vehículos, sino elementos como el capó o las puertas pueden ser elaboradas por medio de fabricación aditiva.
- Componentes de aviones. La compañía aeronáutica Boeing ha sido una de las pioneras en implementar este tipo de tecnología y ha fabricado ya más de 20.000 piezas para sus aviones por medio de la producción aditiva. Además de las piezas, esta compañía cuenta con cabinas de algunos modelos de avión completamente fabricadas por medio de esta tecnología.
- Piezas de joyería. Existen empresas dedicadas al diseño y producción de joyas y bisutería que emplean la fabricación aditiva para personalizar sus artículos y poder ofrecer diseños innovadores.
Esta es una ínfima selección de la enorme cantidad de ejemplos de producción aditiva existentes a día de hoy, ya que cada vez más empresas apuestan por implementar esta tecnología que ahorra costes y resulta eficiente y sostenible.
