Tal como dijimos anteriormente, una de las características de
las fábricas digitalizadas (o fabricas 4.0) es la llamada fabricación aditiva.
¿Qué es la fabricación
aditiva?
La mejor definición que he encontrado es: “La fabricación
aditiva es aquella que, a partir de un material en forma de hilo o polvo, construye
una forma tridimensional, depositando este material fundido, mediante el uso de
impresoras 3D gobernadas por un software que lee un modelo digital.”
Es lo contrario de la fabricación "sustractiva",
que es una de las forma de producción tradicional: partiendo de un trozo de
material (madera, metal, piedra, etc.), se van eliminando capas hasta llegar a
la forma deseada.
Abundando, diremos que la fabricación aditiva consiste, tal
como decíamos en un artículo anterior, en “la sucesiva superposición de capas
micrométricas de material, normalmente en forma de polvo, hasta conseguir con
absoluta precisión, el objeto deseado. Esta modalidad de fabricación prescinde
de herramientas y utillajes de fabricación, y permite reproducir cualquier
geometría que el ser humano pueda imaginar, ya casi en cualquier material.”
Un ejemplo español.
Recientemente se ha dado a conocer la impresora 3D mayor del
mundo. Es propiedad de una compañía vasca, que en colaboración con la
universidad del País Vasco, han creado esta impresora 3D capaz de crear formas
en acero, utilizando la técnica de fabricación aditiva.
Recordemos que las impresoras 3D “imprimen” mediante la
ejecución de instrucciones de un software, capaz de interpretar los “planos de
las piezas” que están en formato digital, y que previamente se han diseñado
mediante el uso de algún software de diseño o se han creado a partir del
escaneado tridimensional de una pieza ya existente.
La impresora 3D a la que nos referimos, es una máquina láser
que dispone de 4 boquillas, que emiten un polvo muy fino de la aleación
metálica con que se desea producir la pieza. El láser le aplica calor intenso con
precisión, el polvo se derrite y se convierte en una “micro colada de fundición”,
en realidad es una micro capa que adopta la “micro forma” deseada, y se
solidifica en décimas de segundo, quedando soldada a la masa que se va creando.
Y así, capa a capa, se modela la figura que se desea. Se tarda dos horas en fabricar una pieza que
mida 1,5 metros de altura, por otro metro y medio de ancho y de profundidad. Todo
el proceso se realiza en un entorno libre de oxígeno, que se consigue aplicando
gas argón.
Como se ve, la fabricación de la pieza no necesita crear un
molde, por lo que todas las piezas son prototipos, o lo que es lo mismo, la
fabricación de las piezas no necesita crear un carísimo prototipo. También se
pueden personalizar las piezas (por ejemplo se podrían fabricar cascos a la
medida de la cabeza, o asientos que se ajusten a las medidas del piloto, y en
definitiva se podrían “ergonomizar” una gran cantidad de objetos de uso humano).
Tampoco hay que vigilar la formación de burbujas en la colada, que deterioran
la calidad del metal fundido.
Otra gran utilidad de esa maravilla de la nueva industria digital
es la reparación y/o adaptación de grandes piezas industriales ya fabricadas
que se quedan obsoletas o se oxidan (hasta ahora simplemente se tiran y se
sustituyen por piezas nuevas). Esta impresora 3D también permite taladrar,
tornear y fresar. Esto es un ahorro dramático en materias primas, contaminaciones
atmosféricas y por tanto en costes.
Pensemos en sectores cuya producción de piezas en serie es
limitada, por ejemplo el aeronáutico, que ha venido utilizando masivamente
piezas de aluminio. Los nuevos aviones, poco a poco van maximizando el uso de la
fibra de carbono. Sin embargo, todavía hoy, existe una gran parte de la flota en
activo que en su mayoría está construida en aluminio. Estos serían susceptibles
de prolongar largo tiempo su vida útil implantando la fabricación aditiva: Se trataría
simplemente de ir sustituyendo aquellas piezas que han sufrido fatiga, ya que
la tecnología 3D permite fabricar piezas idénticas a las dañadas. Una vez
ampliada la vida útil de la carlinga, el fuselaje, etc. seguramente sería
rentable económicamente incluso sustituir los viejos motores por los de nueva generación,
menos contaminantes, menos ruidosos y menos consumidores.
Otro ejemplo
El dentista introduce un pequeño tubo de unos 5 o 10 cm en
la boca del paciente. Ese tubo es, en realidad un scanner tridimensional. Con
él digitaliza la caverna bucal con una precisión de decimas de micra. El
fichero resultante lo transmite por internet al laboratorio dental.
El laboratorio, utilizando técnicas de fabricación aditiva
produce, con una impresora 3D un molde en plástico duro de la dentadura del
paciente, a partir de la cual puede crea las piezas requeridas por el dentista.
Esto, hoy en día ya se hace. ¿Algún día las impresoras 3D podrán
imprimir las piezas dentales en porcelana?
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