Fabricación aditiva en la Industria 4.0

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La fabricación aditiva en la logística de los recambios de automóvil

Desde hace unos años la impresión 3D o fabricación aditiva se ha integrado en nuestra sociedad como un elemento más. Desde sus orígenes en el mundo de la ciencia ficción, hasta la actualidad en los hogares, hemos visto cómo durante su evolución ha llegado a cubrir todo tipo de aplicaciones, edificación, obras de arte, fármacos, bio-impresión, incluso para la creación de complementos estéticos como gafas.

Sin embargo, es aún una tecnología que a pesar de todo el ruido que ha generado, está en una fase temprana de desarrollo y con un gran potencial.

Existen muchos tipos de impresión 3D, la más conocida es la impresión FDM, modelado por deposición fundida (MDF), normalmente realizado con plástico del tipo ABS o PLA. Esta técnica de manufactura aditiva se basa la deposición de material fundido, capa sobre capa hasta obtener el diseño deseado.

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Pero si realmente se desea conseguir una gran resolución, para joyería por ejemplo, existen otras tecnologías de impresión, cómo son en SLA y el DLP basadas en resinas photosensibles y procesos de estereolitografía. Siendo el concepto el concepto el mismo, las resoluciones y los procesos no son iguales, en este tipo de impresión, es la luz, en forma de laser o en forma de haz, la que solidifica la superficie líquida del material.

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Finalmente podemos encontrar las impresoras de metal, estas se encuentran en una fase muy embrionaria pero el mundo de posibilidades resulta mayor aún que sus homologas en plástico.

Encontramos 3 tipos de impresión 3D en metal, SLM (Selective Laser Melting), EBM (Electron Beam Melting) y LMD (Laser Melting Deposition), cada una con sus ventajas y desventajas.

La tecnología basada en SLM es la equivalente a SLA, pero con polvo de metal en vez de una resina fotosensible, y un láser de alta potencia para fundir el polvo metálico.

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El EBM se basa en el mismo concepto, pero en vez de realizar la transmisión de energía por un láser de alta potencia, se realiza mediante un chorro de electrones.

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El LMD es una tecnología en la que un extrusor aplica el polvo metálico en forma de spray y un láser funde el metal en la superficie. Tras esto se realiza un post-procesado mecánico con el que se mejora la calidad superficial de la pieza.

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La revolución en la forma de producción

Se estima que en los próximos 3 años el coste de impresión con este tipo de tecnologías se reduzca a la mitad, esto es debido al aumento de la competencia dentro de los proveedores metálicos, lo que reducirá el coste de materia prima y el aumento de competencia entre los proveedores dé servicio, lo que reducirá los precios de los fabricantes de sistemas, siendo cada vez una tecnología más accesible.

Uno de los grandes impulsores de esta tecnología se encuentra en la industria aeroespacial y en la producción de piezas metálicas. Hoy en día es posible la impresión de piezas en 3D, pero es caro y difícil. A pesar de esto, el desarrollo de estas tecnologías redefinirá la economía de la producción masiva, impactando directamente en el tamaño de las fábricas, almacenes, inventarios, fabricación de productos especializados, etc.

Un claro ejemplo, y caso de éxito, se encuentra en la industria aeroespacial, donde 1 Kg de más, en una pieza al año, son 10.000 €. ¿Cómo consigue esta reducción de peso la impresión 3D?, gracias a su capacidad de construir geometrías con cavidades interiores que de otra manera serían imposibles, además del ahorro en soldaduras.

Otra ventaja de este tipo de tecnología es, ya contrastada por su homóloga en plástico, el prototipado de piezas o construcción de modelos especiales.

Michelín ha invertido 25 millones de euros para la construcción de una planta de fabricación de aditiva, para el desarrollo e investigación, por ejemplo, de ruedas de inverno, donde, por la geometría, resulta muy difícil de producir moldes con otras técnicas, por lo que resulta más barato usar impresión 3D que otras tecnologías más consolidadas.

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La logística y el sector de los repuestos, un camino por explorar

Desde un punto de vista, en el que todo tiene que estar disponible en todo momento y en cualquier lugar, los modelos de logística actual se han basado hasta la fecha en la disposición de almacenes situados en lugares clave para abastecer la demanda en el menor tiempo posible.

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Un ejemplo de esto lo encontramos en el sector de los repuestos de automóvil, donde por ley, los concesionarios deben disponer de recambios para cada modelo de coche durante 5 años tras la producción de las últimas unidades del vehículo. Esto genera una cantidad de stock desmedido, además de la incertidumbre de saber si se va a necesitar el recambio o no.

Esto en España se traduce en un porcentaje medio de obsoletos en un almacén de recambios está entorno al 29% del total del stock. El 30% de las referencias no tiene venta y el 70% de los vehículos de reparto de los distribuidores de pieza está parado

El impacto, de este modelo, recae directamente en el encarecimiento de los productos, para reducir la incertidumbre y en el medioambiente, donde millones de productos terminados y sin usar son desechados para hacer sitio a nuevos modelos, sin contar el impacto en emisiones que supone la producción y logística.

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Es en esta situación, desde LIS-Solutions, creemos que la integración de sistemas de impresión 3D puede tener un gran impacto dentro del sector y la forma de trabajar del mismo. Pensando que el ahorro no se produce directamente en el coste de producción de la pieza, sino en los costes asociados a la misma, como pueden ser el transporte, el almacenamiento, logística inversa, problemas con proveedores.

La integración de plantas de impresión 3D en los propios almacenes, creando mini-factorías que puedan producir las piezas exclusivas de cada modelo, bajo demanda, almacenando únicamente los componentes genéricos, puede impactar directamente en los costes antes mencionados, además de la reducción en costes logísticos de transporte, y aumentando las rotaciones de los componentes en stock, así como la creación de nuevos modelos de negocio y empleos relacionados con la impresión 3D.

En un futuro esto generará un cambio disruptivo en la forma en la que actualmente funciona la logística y la gestión de almacenes, y si se tiene en cuenta la velocidad a la que crecen las tecnologías este futuro quizás no esté tan lejano.

 

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