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¿Dejará la fabricación aditiva sin trabajo a las fresadoras?

Entrevista a Andrzej Grzesiak, director de la Alianza Fraunhofer sobre Fabricación Aditiva

Redacción Interempresas14/06/2011

14 de junio de 2011

Cuando uno construye una casa lo más seguro es que no tenga que fresar un gran bloque de piedra para hacer habitaciones, puertas y ventanas. Pero cuando se trata de carcasas metálicas para máquinas, ésta es la norma, de momento. Aunque la EMO Hannover 2011, una de las principales plataformas de innovación a nivel mundial bajo el lema ‘Más que máquinas- herramienta’, ha mostrado en su escaparate tan sólo una pequeña parte de la fabricación aditiva, esta tecnología no va a dejar indiferentes a los previsores fabricantes de máquinas-herramienta. Sobre esto hemos hablado con Andrzej Grzesiak, director de la Alianza sobre Fabricación Aditiva en el Instituto Fraunhofer de Tecnología de Producción (IPA) con sede en Stuttgart.
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Según Andrzej Grzesiak: “La fabricación rápida y directa mediante procesos aditivos, gracias a su libertad prácticamente ilimitada en cuanto a la forma y el diseño, permite crear productos óptimos y personalizados.”. Foto: Fraunhofer IPA, Stuttgart (Ansgar Pudenz).

¿Cuáles son las ventajas de la fabricación aditiva en la producción de geometrías complejas?

La principal ventaja de los procesos de formación de capas es que permiten producir cualquier forma imaginable que pueda crearse en un programa CAD 3D. No hay restricciones en términos de fabricación de estructuras transparentes o huecas. Tampoco las geometrías y los diseños libres suponen ningún problema.

Al principio, la fabricación aditiva estaba reservada a la realización de modelos y prototipos, ¿cuáles son las aplicaciones prácticas en lo que a la producción en serie se refiere?

Tan sólo estamos en la primera etapa del desarrollo. Se están desarrollando materiales nuevos y mejorados, así como unos procesos más estables. Sin embargo, ya estamos viendo las primeras mejores aplicaciones en implantes, en la tecnología dental y en componentes ligeros de automatización. En estos campos la producción en serie individualizada está en marcha en casi todos los aspectos. Estamos viendo también aplicaciones nuevas en la fabricación de aviones, donde la construcción ligera metálica con titanio está empezando a jugar un papel especialmente importante.

¿Hay algún límite en la libertad de diseño creativo? ¿Van a quedarse obsoletas las pautas tradicionales de diseño?

La fabricación rápida y directa mediante procesos aditivos, gracias a su libertad prácticamente ilimitada en cuanto a la forma y el diseño, permite crear productos óptimos y personalizados. Debido a la libertad geométrica y a la alta elasticidad del material, es posible fabricar conexiones a presión, elementos de bloqueo con formas complejas, conexiones y geometrías con resorte como las ballestas o los resortes helicoidales. Esto significa son menos las piezas que hay que montar o conectar con herramientas. Es lo primero que tienen que aprender los ingenieros.

¿Cuáles cree que son las principales categorías de aplicación para la fabricación aditiva: la tecnología médica, la ingeniería mecánica, la construcción de herramientas y matrices, el sector aeroespacial?

Todos son campos de interés. No hacemos distinciones por sectores, sino por aplicaciones. En todas ellas es posible conseguir una producción en serie e individualizada de piezas y componentes especializados a precios asequibles.

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La tecnología de ‘Selective Laser Melting’ (MST) puede hacer componentes de metal con geometrías de cualquier complejidad. Foto: Fraunhofer ILT, Aachen.

¿Hay alguna diferencia en cuanto a los grupos destinatarios en la ingeniería de microsistemas y en la producción de matrices, por ejemplo?

Sí, simplemente porque los requisitos establecidos para la ingeniería y los materiales utilizados para ello son completamente diferentes. Las tecnologías que se utilizan aquí también son totalmente diferentes. Es importante no introducir técnicas de fabricación aditiva en todas partes, primero hay que comprender qué es exactamente lo que necesitan los clientes. Esto permitirá también la penetración de mercados adicionales como la biotecnología.

¿Entre los varios métodos existentes para la fabricación aditiva, cuál tiene mejores posibilidades a largo plazo para ser adoptado en términos generales por la industria?

Uno no debería comparar directamente las diferentes tecnologías. Hay que elegir la tecnología apropiada dependiendo de la aplicación particular que se esté planificando. Esto es un aspecto importante también para los recién llegados: primero la aplicación, luego la tecnología. Hoy en día, los sistemas de láser se están utilizando especialmente en el campo de la producción de piezas finales. En el futuro, los sistemas de tecnología de impresión se van a utilizar cada vez más, especialmente en la ingeniería de microsistemas y en la biotecnología, donde en los próximos 3-5 años van a ocurrir muchas cosas.

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Aplicación médica: un implante producido por medio de ‘Selective Laser Melting’ (SLM). Foto: Fraunhofer ILT, Aachen.

¿Actualmente, qué papel juega la fabricación aditiva en las cadenas de procesos automatizados?

Todavía ninguno. Aunque la integración de nuevos métodos de fabricación en las cadenas de procesos industriales ofrezca opciones de gran alcance para optimizar las operaciones de producción, debido a la falta de organización y a las máquinas autónomas todavía no se ha avanzado mucho en cuanto a la implementación. Como los lotes tienen un tamaño mínimo y se han eliminado los procesos de ensamblaje gracias a la fabricación completa, existe potencial concomitante para conseguir mayor efectividad, aunque para ello, por supuesto, es necesario recibir el apoyo de la organización correcta. La fabricación aditiva permite solucionar ciertos problemas en las estructuras de producción convencionales, aunque se está volviendo bastante difícil integrar estos sistemas en la matriz triangular tiempo/costes/calidad debido a la falta de modelos de producción integrales.

¿Qué me dice de la capacidad de reproducción de los procesos implicados y del aseguramiento de la calidad en la producción en serie? ¿Hay algún método de simulación fiable?

La capacidad de reproducción de los procesos implicados es el principal enfoque del trabajo que se está desarrollando y es algo que habrá que lograr en los próximos años. El tema de la calidad se aborda en la Directriz VDI 3405, titulada ‘Procesos de fabricación aditiva’. Actualmente se están llevando a cabo numerosos proyectos de investigación, así como trabajos de desarrollo interno por parte de los fabricantes de equipos, quienes luego tratarán esta cuestión.

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Réplica parcial de una mandíbula humana realizada capa por capa. Foto: Fraunhofer IFAM, Bremen.

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