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Impresión 3D - Fabricación aditiva

La impresión 3D realmente ha dejado huella durante la pandemia, ya que ha ofrecido a los fabricantes la solución ideal para facilitar un cambio inmediato en la producción

Uso de la impresión 3D para mejorar la resiliencia de la cadena de suministro y la flexibilidad de la producción

Andreas Langfeld, presidente de Stratasys para EMEA28/09/2020

En tiempos de incertidumbre económica, la tecnología puede ser un activo muy valioso para reducir los riesgos y mantener la rentabilidad. Los recientes acontecimientos a nivel mundial han causado graves alteraciones en las cadenas de suministro y en las actividades de producción tradicionales, por lo que muchas empresas han tenido que revisar sus modelos de negocio y hacer cambios drásticos para garantizar su supervivencia. Con un futuro aún incierto, Andreas Langfeld, presidente de Stratasys para EMEA, señala el auge de la impresión 3D durante la pandemia y su idoneidad para las empresas como herramienta estratégica para solucionar las dificultades de la cadena de suministro y aumentar la flexibilidad de la producción. Aunque ha sido la reciente pandemia la que ha dado a conocer a muchas empresas las ventajas de la impresión 3D, Langfeld nos habla de algunas compañías visionarias que han integrado la tecnología en su modelo de negocio con gran éxito.

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Andreas Langfeld, presidente de Stratasys para EMEA.
Vivimos en un mundo en el que las empresas son globales y están interconectadas. La producción se lleva a cabo en cadenas de valor mundiales, en las que las materias primas, las piezas y los productos intermedios viajan por todo el mundo para su suministro, montaje y distribución antes de llegar al cliente. Nos hemos acostumbrado a que esto suceda de manera rápida y con los mínimos problemas. A su vez, muchas empresas han optado por una producción ‘just-in-time’ (justo a tiempo) para garantizar la agilidad de las cadenas de suministro y mantener los gastos bajo control. Esto funciona... hasta que se produce una interrupción en la cadena de suministro.
Desafortunadamente, las interrupciones se están convirtiendo en la norma para la mayoría de las empresas. Por ejemplo, según un estudio de junio de 2019, la incertidumbre relacionada con el Brexit ha causado más interrupciones en las cadenas de suministro a lo largo de cinco años que las provocadas por ciberataques y desastres naturales juntos. Asimismo, la guerra comercial entre EE UU y China también ha provocado incertidumbre en las cadenas de suministro, especialmente para aquellas empresas que tienen proveedores en uno u otro país. 51.000 empresas de todo el mundo tienen como mínimo un proveedor directo en la provincia china de Wuhan, mientras que otros cinco millones tienen uno o más proveedores de segundo nivel con sede en esa zona. Como resultado, muchas empresas realizaron cambios en sus cadenas de suministro para evitar interrupciones permanentes en sus negocios.
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En un mundo en el que las empresas son globales y están interconectadas, la interrupción en la cadena de suministro causada por la COVID-19 ha provocado un cierre total de la producción de un día para otro.
Pero el hecho más esclarecedor que ha mostrado la fragilidad de las cadenas de suministro tradicionales ha sido sin lugar a dudas la pandemia de la COVID-19, que ha llevado a un cierre total de la producción prácticamente de un día para otro. Adidas, por ejemplo, ha visto una paralización de entre el 80 y el 90% de sus actividades, lo que ha supuesto una pérdida de ingresos de 100 millones de dólares a la semana. Cuando los problemas en la cadena de suministro provocaron retrasos serios en la producción, Jaguar Land Rover llegó a enviar en maletas por todo el mundo las piezas de automóvil que se necesitaban urgentemente. Puede afirmarse con seguridad que, para la mayoría de las empresas, los efectos de una interrupción momentánea de la producción y el efecto dominó que tienen las alteraciones en las cadenas de suministro se notará en los meses y quizás los años venideros.

Existe una percepción real de que este es ahora el mundo en el que tenemos que aprender a trabajar con éxito. Con este nivel de incertidumbre que afecta a las empresas, las industrias y las economías, los responsables de fabricación y de cadenas de suministro buscan soluciones que proporcionen rapidez y adaptabilidad para acelerar o ralentizar la producción, cambiar de actividad e incluso trasladarse a nuevas ubicaciones. Todo ello ha centrado la atención en la impresión 3D.

Responder a la demanda

La impresión 3D realmente ha dejado huella durante la pandemia, ya que ha ofrecido a los fabricantes la solución ideal para facilitar un cambio inmediato en la producción. De manera tradicional, la fabricación de equipos de protección individual (EPI) se realiza principalmente mediante el proceso de moldeo por inyección, pero se tardan varias semanas e incluso meses en fabricar los moldes y una vez que se han creado, el diseño ya no puede modificarse. Del mismo modo, otros productos como los respiradores requieren un proceso de fabricación de herramientas largo y costoso antes de iniciar su producción.

En cambio, la impresión 3D es como un motor eléctrico: solo hay que accionar un interruptor y está de inmediato a pleno rendimiento. En concreto, no se necesitan herramientas y una impresora 3D puede producir 10 cosas diferentes consecutivamente con la misma facilidad con la que fabrica 10 piezas idénticas. La impresión 3D ha sido un recurso esencial en la producción de pantallas de protección facial al permitir una producción rápida en función de la demanda, al tiempo que se producía un aumento en los volúmenes del proceso de moldeo por inyección.

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Dada la imposibilidad de seguir esperando a que sus proveedores fabriquen equipos médicos vitales de la manera tradicional, el University Hospital Trust (AP-HP) de París ha invertido en 60 impresoras 3D de la serie F123 para poder disponer in situ de capacidad de producción en función de la demanda.

Fabricantes de automóviles como Daimler, Ford y Jaguar Land Rover han utilizado su potencial de impresión 3D para cambiar la producción y crear equipos de protección individual. La propia alianza de Stratasys con más de 150 empresas, como Boeing, Toyota o Medtronic, ha producido más de 100 000 pantallas de protección facial impresas en 3D en solo dos meses. Por su parte, General Motors recurrió a la fabricación de herramientas impresas en 3D para transformar rápidamente las líneas de producción diseñadas para automóviles en líneas de producción de respiradores.

En Francia, el University Hospital Trust (AP-HP) de París ha ido un paso más allá y ha invertido en 60 impresoras 3D de la serie F123 para poder disponer in situ de capacidad de producción en función de la demanda. Dada la imposibilidad de seguir esperando a que sus proveedores fabricasen equipos médicos vitales de la manera tradicional, el hospital tomó cartas en el asunto y desde entonces ha fabricado miles de piezas in situ utilizando sus impresoras 3D. Entre dichas piezas se incluyen pantallas de protección facial y mascarillas, bombas de jeringa eléctricas, equipos de intubación y válvulas para respiradores. Después de la crisis, las impresoras 3D se ubicarán en toda la red de hospitales de asistencia pública de París para contar con una capacidad de fabricación aún más repartida. Esto les permitirá reaccionar con mayor rapidez en caso de que se produzca otra oleada del virus u otra crisis en el futuro. Además, aparte de las situaciones de emergencia, la red de impresoras 3D estará disponible para satisfacer las necesidades de los hospitales locales de una producción de volúmenes pequeños de piezas, por ejemplo, modelos médicos personalizados para cada paciente utilizados para mejorar la atención sanitaria.

No solo productos médicos

En cualquier situación en que la cadena de suministro se vea afectada, cuanto menos dependan los fabricantes de proveedores externos, mucho mejor. Las empresas que aprovechan al máximo las capacidades de impresión 3D reducen dicha dependencia, lo que les permite disfrutar de una mayor agilidad y autosuficiencia para garantizar una producción continuada. El sistema de hospitales públicos de París es un buen ejemplo. Y también lo es Deutsche Bahn.

En el ámbito industrial, muchos de nuestros clientes nos cuentan que si las herramientas de una línea de producción determinada se rompieran, se produciría una parada total de la línea de montaje. Siempre que la cadena de suministro sufre alguna alteración, la necesidad de herramientas de repuesto puede convertirse en un gran problema. Los fabricantes innovadores, como Deutsche Bahn, están reduciendo su dependencia de la cadena de suministro utilizando la impresión 3D para fabricar piezas de repuesto in situ, como y cuando se necesitan. Cuando se produjeron los confinamientos por la COVID-19 en toda Europa, la cadena de suministro de piezas de repuesto de la empresa se vio diezmada. Gracias a su capacidad de impresión 3D interna, Deutsche Bahn ha podido producir in situ varias de estas piezas de repuesto para trenes en las cantidades exactas necesarias para garantizar el cumplimiento de los calendarios de producción.

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Del mismo modo, el gigante industrial Schneider Electric ha integrado la impresión 3D en sus operaciones en todo el mundo para aumentar la eficacia operativa y reducir costes para sus clientes. Solo en sus instalaciones de Navarra, España, la empresa está ahorrando ya más de 20.000 € al año en fabricación de herramientas para la línea de montaje

No es solo una solución para los malos tiempos...

Si bien la COVID-19 ha dejado en evidencia la fragilidad de las cadenas de suministro y ha puesto el foco en la impresión 3D, la resiliencia, o capacidad de resistencia, también es una ventaja en tiempos más normales. Tener impresoras 3D en cada centro permite a los fabricantes alejarse del modelo tradicional de producción centralizada, dependiente de las cadenas de suministro para la distribución de piezas, y adoptar una producción descentralizada.

Por ejemplo, el gigante del transporte Siemens Mobility lleva varios años implantando con éxito la impresión 3D para fabricar herramientas y piezas de repuesto en diferentes centros. Su centro de mantenimiento digital RRX en Alemania, encargado del mantenimiento y servicio de más de 100 trenes al mes, ha digitalizado por completo sus operaciones. Gracias a un inventario digital de toda la empresa, Siemens Mobility puede reaccionar rápidamente a los cambios en las solicitudes de mantenimiento imprimiendo en 3D herramientas esenciales y piezas de repuesto para sus trenes in situ, en función de las necesidades. Es importante señalar que este cambio en el modelo de negocio ha eliminado por completo su dependencia de proveedores externos. Ahora Siemens Mobility solo fabrica lo que necesita, sin necesidad de almacenamiento. El resultado ha sido un gran ahorro de tiempo para la empresa, de hasta un 95% en algunas piezas.

Y Siemens Mobility no es la única; otras empresas con visión de futuro adoptaron la fabricación aditiva a nivel estratégico mucho antes del azote de la pandemia de la COVID-19. El mayor fabricante de Reino Unido, el gigante del sector aeroespacial BAE Systems, ha hecho de sus impresoras 3D Stratasys de nivel industrial el centro de su exitosa iniciativa ‘Fábrica del futuro’. Esto le ha permitido reducir considerablemente los costes y tiempos de comercialización, y ha contribuido a mejorar la flexibilidad de producción de la empresa. Del mismo modo, el gigante industrial Schneider Electric se ha embarcado en la implantación a gran escala del proceso Industria 4.0 en sus operaciones en todo el mundo, una medida diseñada para aumentar la eficacia operativa y reducir costes para sus clientes. Como se ha anunciado recientemente, la impresión 3D de Stratasys también desempeña un papel clave en esta iniciativa; su fábrica de Navarra, España, ha conseguido ella sola un ahorro de más de 20.000 € al año en fabricación de herramientas para la línea de montaje. La empresa también ha comunicado una reducción de la dependencia de proveedores, lo que aumenta de manera importante la flexibilidad de la producción y acelera los tiempos de comercialización.

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Gracias a un inventario digital de toda la empresa, Siemens Mobility puede reaccionar rápidamente a los cambios en las solicitudes de mantenimiento, imprimiendo en 3D herramientas esenciales y piezas de repuesto para sus trenes in situ en función de las necesidades, y ya no depende de los proveedores.
En última instancia, las empresas de todos los tamaños deberían reconocer la impresión 3D como un activo estratégico y no solo como un equipamiento táctico del laboratorio de diseño o de la planta de producción. Si bien la pandemia de la COVID-19 puede haber sido un acontecimiento clave para dar a conocer la impresión 3D al público en general, esto es solo el comienzo. A medida que muchas empresas reflexionan sobre el impacto de la pandemia en sus cadenas de suministro y sus operaciones de producción, la impresión 3D puede ser la respuesta, ya que la ‘resiliencia’, la ‘eficacia’ y la ‘rentabilidad’ se han convertido en los objetivos comunes de las empresas que tienen que planificar sus operaciones ante un futuro incierto.

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