La Fabricación Aditiva (o Additive Manufacturing en inglés) es una de las tecnologías más asociadas con la Industria 4.0, junto con el análisis de gran cantidad de datos, la Internet de las cosas (IoT), los sistemas ciberfísicos, las simulaciones, la realidad aumentada (AR) y la realidad virtual (VR).  Pero, ¿qué es la fabricación aditiva? ¿Cómo funciona? ¿Qué mejoras puede aportar a los responsables de mantenimiento y facility managers? ¿Y cuáles son las diferencias entre las distintas técnicas de impresión 3D?

¿Qué es la fabricación aditiva?

La fabricación aditiva también se conoce como Impresión 3D. ¿Cómo funciona? Una máquina de impresión lee un archivo del ordenador capa por capa e imprime cada una de ellas. Al final, todas las capas construyen un objeto 3D.

Al principio, la impresión 3D se utilizaba principalmente para crear prototipos. Ahora, está cambiando la fabricación y el mantenimiento. En particular, para el mantenimiento y las instalaciones, puede mejorar los inventarios y la gestión de existencias. También puede prolongar la vida de los activos más antiguos, como veremos.

Fabricación Aditiva: ejemplos reales

Empresas como Siemens y General Electrical llevan unos años utilizando la fabricación aditiva (Siemens ya abrió un par de instalaciones de impresión 3D en Suecia en 2016). Pueden reparar las puntas de los quemadores un 60% más rápido que antes y reducir los tiempos de reparación de las turbinas en un 90%.

Deutsche Bahn (ferrocarriles alemanes) también utiliza la impresión 3D para al menos 100 piezas de difícil adquisición que imposibilitan la circulación de los trenes y que pueden costar a la empresa miles de euros diarios. En la actualidad, se pueden imprimir piezas de 13 kg en 7 horas, lo que reduce el downtime y las pérdidas económicas.

Sin embargo, para la mayoría de las empresas, la fabricación aditiva en el mantenimiento sigue siendo algo del futuro. Imagina no tener que esperar a que lleguen las piezas y poder imprimirlas en tus instalaciones, a tu ritmo. Esto es especialmente importante en el caso de las piezas personalizadas, que tienen tiempos de espera más largos.

Veamos las ventajas e inconvenientes de la fabricación aditiva.

 

Ventajas de la Fabricación Aditiva

 

  • Reparaciones más rápidas, lo que conlleva un menor MTTR, mayor disponibilidad y mejor OEE. Con el recambio rápido, los ciclos de producción y mantenimiento se acortan

 

  • Reduce los costes de inventario, ya que no es necesario tener piezas en stock «por si acaso»;  puedes fabricarlas cuando se necesiten – «justo a tiempo«. Además, la impresión precisa de componentes completos también reduce los costes de montaje.

 

  • Puedes imprimir cualquier cosa, incluso para equipos antiguos o piezas de repuesto que ya no se fabrican. Ya no sustituiremos activos completos simplemente porque las piezas originales hayan sido descatalogadas. Esto prolonga la vida útil de los equipos y aumenta el retorno de la inversión. 

 

  • Las piezas pueden proyectarse a través de ingeniería inversa y rediseñarse para que sean compatibles con los equipos más antiguos, pero con algunos ajustes para que sean más eficientes. Dado que el envejecimiento de los equipos es uno de los mayores retos a los que se enfrentan los gestores europeos, esto tiene el potencial de ser revolucionario.

 

  • Las empresas que disponen de equipos de impresión sobre el terreno son menos dependientes de los proveedores y pueden personalizar fácilmente las piezas y los productos. La fabricación aditiva ofrece una libertad de diseño ilimitada.

 

Desventajas de la Fabricación Aditiva

 

¿Suena demasiado bien para ser verdad? Pues bien, las máquinas de impresión no son como una instantánea. Pueden tomarse su tiempo para imprimir lo que necesitas. Pero, aun así, es probable que siga siendo más rápido que el transporte, por no hablar de que es más sostenible. Además, necesitas prototipos listos para usar, una especie de almacén digital.

 

  • La fabricación aditiva es rentable una vez implementada, pero tiene una elevada inversión inicial. Las máquinas pueden costar entre 0,6 y 1,5 millones de euros. Las materias primas, como el polvo de metal, también son caras.

 

  • Por lo tanto, la fabricación aditiva no será una opción rentable para los componentes más pequeños hasta que esta tecnología sea menos costosa.

 

  • Las máquinas tienen que ser más productivas para ser más rápidas y adaptarse a diferentes tipos de piezas.

 

  • Como todavía es (relativamente) nuevo, no hay normas de calidad en el sector. Hay que discutir todos los detalles con el proveedor.

 

Una forma de evitar la inversión inicial: la subcontratación de la impresión 3D
Tener una máquina lista para imprimir en tus instalaciones suena ideal. Sin embargo, si no puedes permitirte comprar máquinas, puedes subcontratar la impresión 3D. Empieza con un escáner 3D para crear archivos CAD de las piezas importantes y pide a un socio que las imprima. Aunque esto no eliminará los plazos de entrega, te permitirá imprimir piezas personalizadas o descatalogadas.

 

Técnicas de Impresión 3D

Si estás imaginando una impresora gigante, hay algunas cosas más que debes saber. Aunque es relativamente nueva, ya existen varias técnicas de impresión en 3D. Estas son las técnicas de impresión 3D más comunes en el mantenimiento:

  • Fusión selectiva por láser (SLM – Selective Laser Melting) y sinterizado directo de metal por láser (DMLM – Direct Metal Laser Melting). Se coloca una capa de metal sobre una bandeja en la impresora. La impresora lee un archivo CAD y un láser de alta potencia funde el polvo. El componente se construye, entonces, capa a capa. Tiene un alto grado de precisión, lo que la hace adecuada para trabajos precisos y ahorra tiempo en la aplicación.

 

  • Deposición de metal por láser (LMD – Laser Metal Deposition). Al igual que la SLM y la DMLM, la LMD utiliza polvo metálico para imprimir. La diferencia es que el polvo, en lugar de colocarse en una bandeja, se introduce directamente en el haz de láser. Como resultado, puedes imprimir piezas mucho más rápidamente, aunque con menos precisión. Los técnicos tendrán que ajustar las piezas manualmente, lo que ralentizará la aplicación.

 

  • Fusión por haz de electrones (EBM – Electron Beam Melting). En lugar de un láser, la EBM utiliza un haz de electrones. Su eficacia es similar a la del SLM, pero la EBM sólo puede utilizarse con un número limitado de metales. 

Estamos deseando que llegue el día en que el mantenimiento prescriptivo diagnostique una avería y ordene automáticamente al sistema que imprima una pieza en 3D. Mientras tanto, nos centramos en construir una Plataforma Inteligente de Mantenimiento que automatice el trabajo lo máximo posible. Marca una reunión para ver cómo puede ayudarte Infraspeak.