Ciencia y Tecnología

La impresión 3-D busca escala industrial

2016-04-27

La empresa prevé despachar cientos de impresoras este año, pero su método es demasiado costoso para ser usado a gran escala.

Por Loretta Chao, The Wall Street Journal

La impresión tridimensional comienza a aparecer en el horizonte de las cadenas de suministro de múltiples compañías. Entre esos nombres sobresale el de Ford Motor Co. , que experimenta con una nueva forma de impresión 3-D que, según afirma, podría resolver un defecto estructural que ha impedido que la tecnología sea ampliamente adoptada en la manufactura.

La capacidad de “imprimir” partes dentro de una planta de ensamblaje reduciría drásticamente los costos de transporte y logística para la industria automotriz, donde los fabricantes deben conseguir componentes de decenas de proveedores de todo el mundo. La versión más utilizada de la tecnología, sin embargo, aún no es adecuada para la producción en masa debido a que los objetos son impresos capa por capa, un proceso lento que además crea diminutas líneas de fractura que pueden quebrar el material al ser sometido a presión.

Una startup respaldada por Google Ventures, de Alphabet Inc., está desarrollando un método de impresión diferente que algunos fabricantes, incluido Ford, consideran más prometedor.

Las impresoras de Carbon3D Inc. proyectan luz de forma continua a través de una piscina de resina y la solidifican gradualmente sobre una plataforma elevada que levanta lentamente el objeto hasta que adquiere su forma completa. El proceso requiere una fracción del tiempo de otros métodos de impresión y forma artículos sólidos más parecidos a los que se crean con los moldes convencionales para autopartes, explica Ellen Lee, líder de la división de investigación sobre impresión 3-D de Ford.

La tecnología de Carbon3D probablemente no llegará a las fábricas en el corto plazo. La empresa prevé despachar cientos de impresoras este año, pero su método es demasiado costoso para ser usado a gran escala. Por lo tanto, es más probable que los fabricantes las utilicen para crear productos personalizados o con altos márgenes, como partes de aviones o prótesis, vaticinan los expertos.

Ford está probando componentes hechos con las impresoras de Carbon3D en sus instalaciones de investigación para ver si superan las pruebas de desempeño y determinar si justifican el gasto, cuenta Lee. “El gran desafío es si estamos haciendo 100,000 vehículos y necesitamos tantas partes, simplemente podría ser demasiado caro imprimir todas”, señala. “No compite cabeza de cabeza con el moldeo por inyección”.

Toda la industria automotriz investiga formas de aplicar la impresión 3-D en la producción para ahorrar en costosas herramientas, dice Ron Harbour, socio de la firma de consultoría Oliver Wyman. Sin embargo, debido al tiempo que se necesita para imprimir componentes, el proceso sería aún más costoso que los métodos tradicionales.

“Si necesito 300,000 (autos), gasto X millones en herramientas para producirlos y produzco uno por minuto”, dice, pero si las impresoras 3-D no pueden adaptarse a esa velocidad, “me va a costar mucho más”, por más que permitan ahorrar en herramientas.

Asimismo, se tiene que desarrollar una mayor variedad de materiales para imitar las propiedades de los plásticos, los metales y el caucho que se usan en las autopartes, afirma Lee.

Una creciente cantidad de compañías esperan incorporar la impresión tridimensional en sus cadenas de suministro. Una encuesta entre 900 profesionales de cadenas de suministro dada a conocer este mes por Deloitte y el grupo del sector de logística MHI indicó que 14% usa actualmente la tecnología y 48% prevé adoptarla en la próxima década. La firma de investigación Gartner estima que las ventas mundiales de impresoras 3-D ascenderán a casi US$4,000 millones el año que viene, frente a US$406 millones en 2012.

La división de investigación de Ford fue creada hace dos años para probar nuevas tecnologías con la esperanza de usar la impresión 3-D para fabricar objetos con diseños más complejos que no pueden ser creados con métodos tradicionales. Producir las herramientas y los moldes necesarios para manufacturar un componente puede demorar meses, o incluso más si los ingenieros tienen que realizar cambios durante el proceso.

Por ejemplo, es difícil crear con un solo molde partes con un ducto en su centro, un problema manufacturero que se puede resolver con la impresión 3-D. Estos componentes de por sí tendrían la capacidad de transferir fluidos, lo que eliminaría la necesidad de una manguera para llevar a cabo esta función.

Otras empresas industriales han examinado la impresión 3-D, también conocida como “manufactura aditiva”, en busca de estos beneficios. Siemens AG ha indicado que la tecnología puede utilizarse para crear nuevas geometrías para las paletas de las turbinas para lograr un mejor enfriamiento y una mayor eficiencia.

General Electric Co. espera producir mediante la impresión 3-D hasta 200,000 boquillas de combustible para su división de aviación. El conglomerado recientemente anunció que un nuevo centro de investigación en Pittsburgh se enfocará en desarrollar usos para la tecnología en todos los negocios del grupo.

Los objetos impresos con las máquinas de Carbon3D tienen un mejor desempeño en las pruebas que otras formas de impresión debido a que un artículo que es totalmente sólido es más fuerte que uno compuesto de muchas capas pegadas, sostienen algunos fabricantes.

“Lo que nos intrigó sobre la máquina de Carbon3D (...) es que si rompes la parte (impresa) por la mitad parece igual que una parte moldeada”, dice Chip Gear, dueño de The Technology House Ltd., que usa una variedad de tecnologías para imprimir componentes para clientes industriales.

La impresora de Carbon3D tarda 40 minutos en imprimir un objeto que requeriría 12 horas en una máquina que imprime capa por capa, asevera.

Carbon3D alquila sus impresoras por US$40,000 al año, comparado con más de US$100,000 para comprar otros tipos de impresoras 3-D, señala Gear. Carbon3D asegura que el costo disminuirá a medida que despache más unidades.

Cada avance en el costo o la velocidad baja la vara para que el uso de la impresión 3-D “tenga sentido económico”, asevera Steven DuBuc, consultor de cadena de suministro en AlixPartners LLP. Los costos de los equipos y los materiales se han ido reduciendo, pero “el aumento de la velocidad probablemente sea el factor más importante”.


 



KC