La Fabricació Additiva, que engloba a la Impressió Industrial en 3D, és també una de les tecnologies de la Revolució Industrial 4.0. A diferència de la IA, el IoT, les Plataformes, la Robòtica i els Vehicles Autònoms, la Fabricació Additiva no està basada en la integració i el palanquejament de tecnologies preexistents, sinó que és una nova tecnologia independent.
També està caracteritzada per ser una tecnologia veritablement disruptiva, cosa que significa que una vegada que s’aconsegueix un cert grau de maduresa tecnològica i rendibilitat, la Fabricació Additiva té el potencial d’alterar el model productiu i de negoci: altera completament el disseny i desenvolupament de nous productes, la seva manufactura i el transport tal com els entenem actualment. Amb Impressió 3D, la producció es pot realitzar en micro fàbriques més pròximes al comprador i el transport es concentra en matèries primeres per a llarga distància i producte acabada en un radi curt.
DEFINICIÓ D’IMPRESSIÓ EN 3D
La impressió en 3D és el procés de fabricació de manera additiva, capa per capa, en lloc de fer-ho mitjançant mètodes tradicionals, com el modelatge en premsa. La impressió 3D utilitza representacions geomètriques precises, com CAD i models digitals en 3D, tecnologia de modelatge avançada i addició automatitzada de molècules líquides o grans de pols, principalment de plàstic, ceràmica i metall, fusionats mitjançant una varietat cada vegada major de tècniques d’estratificació.
La impressió 3D va arrencar en la dècada de 1980 amb una tecnologia basada en addició de polímers per a la creació ràpida de prototips. En aquest procés, l’objectiu era construir el prototip d’una peça en particular, abans d’invertir en la creació d’un costós motlle per a una línia de producció.
DEFINICIÓ DE FABRICACIÓ ADDITIVA
La Fabricació Additiva és un concepte més ampli que incorpora els processos previs i posteriors a la impressió en 3D, incloent-hi els processos de disseny de models 3D que requereix constants innovacions en disseny assistit per computadora i potència computacional i els processos posteriors a la impressió, com la neteja i sagnat d’impressores, eliminació de material, acabat d’objectes i restabliment de la impressora.
EVOLUCIÓ I AVANTATGES DE LA FABRICACIÓ ADDITIVA
L’element clau que defineix l’evolució, funcions i adopció a escala industrial de la Fabricació Additiva és l’enginyeria de nous materials. S’espera que l’actual expansió de la Fabricació Additiva continuï, a causa de l’augment constant de materials que es poden manipular. Ja s’ha desenvolupat una àmplia gamma de nous plàstics, juntament amb tècniques i impressores capaces d’utilitzar ceràmica, vidre, ciment, aliments i materials avançats com el grafè i fins a cèl·lules vives i teixit humà.
La Fabricació Additiva ja ha començat a ser econòmicament rendible per a la producció personalitzada i de sèries curtes, complementant la producció industrial en massa. La producció actual en massa es basa en equips i processos que generen economies d’escala, per la qual cosa com més gran és la producció, més barat és el cost unitari d’un article.
L’eficiència de la producció en massa té el desavantatge que la personalització és nul·la o limitada. Els articles amb una demanda limitada incloent peces de recanvi, es produeixen en lots petits a costos més alts o simplement no es produeixen a escala industrial. Això genera una demanda insatisfeta i que a l’usuari li sigui més econòmic reemplaçar tot un producte en lloc d’un dels seus components danyat o obsolet. Per això, la Fabricació Additiva ja és econòmicament eficient en prototips ràpids, fabricació de peces i components altament especialitzats, biotecnologia i en productes que són difícils o costosos d’obtenir a través de la producció en massa.
Alguns exemples actuals d’usos industrials àmpliament implementats inclouen la reparació de capçals de combustió en turbines de gas amb una reducció de temps de 44 a 4 setmanes, recanvis de filtres de combustible un 25% més lleugers i cinc vegades més duradors i suports metàl·lics 50% més lleugers per a vehicles aeroespacials, així com filtres industrials, audiòfons, instruments sanitaris i pròtesis.
S’espera que, a mesura que avanci la creació de nous materials capaços de ser utilitzats additivament, el seu ús s’expandeixi progressivament fins a arribar a un punt en què compensi la seva aplicació, tant per a estalviar costos de fabricació com, sobretot, per la reducció dràstica dels costos de transport i emmagatzematge.
La Fabricació Additiva és una tecnologia disruptiva, ja que té el potencial de reemplaçar totalment o en part la fabricació industrial actual que es realitza en ubicacions centralitzades (fàbriques), amb grans volums que requereixen costos d’emmagatzematge, inventari i transport. De fet, la Fabricació Additiva es pot realitzar en lots petits o fins i tot en unitats individuals, prop del lloc on es troba l’usuari final i fins i tot en les instal·lacions de l’usuari.
Anàlisi CETMO, adaptat de McKinsey & Company (1)
Tenint en compte aquests factors, és clar que la Fabricació Additiva té el potencial d’aconseguir àmplies implicacions comercials i de generar estalvis de costos substancials en àrees com la recerca, el desenvolupament, les proves i la producció de productes, l’embalatge, el magatzematge, així com canviar completament l’enviament, el transport i la cadena de valor global.
La Fabricació Additiva ofereix al transport de passatgers significatives oportunitats de creació de valor en el subministrament de recanvis i magatzematge d’equips. Pel que fa al transport de mercaderies i la logística, la Fabricació Additiva representa més aviat una amenaça potencial, ja que amb fabricació final prop de l’usuari el número i volum de productes transportats es redueix dràsticament. De fet, una implantació generalitzada alteraria per complet el concepte de la cadena de valor.
La impressió 3D és també la menys madura de totes les tecnologies aquí presentades. Les seves aplicacions en l’àmbit industrial ja han començat, però encara són limitades. Suggerim, donades les seves possibilitats innovadores, disruptives i de creació de valor, mantenir-se informat de la seva evolució durant els pròxims 5 a 10 anys.
EFECTES SOBRE LA DISPARITAT
El potencial disruptiu de la Fabricació Additiva genera importants oportunitats per als països en desenvolupament. La Fabricació Additiva permet que una sola màquina produeixi una varietat de productes, la qual cosa podria portar a fàbriques d’usos múltiples, ampliant la fabricació a àrees sense base industrial preexistent o amb una base limitada. Ofereix la possibilitat de fabricar productes personalitzats amb només una fracció de la inversió requerida per a una fàbrica tradicional. Això ja s’ha aplicat, per exemple, a l’Índia per a la construcció de peces d’automòbils.
A més, el disseny 3D, darrere de la Fabricació Additiva i les aplicacions de la impressora, es pot transferir a través d’Internet, la qual cosa elimina les barreres tecnològiques i facilita la innovació, la creativitat, la descentralització i la democratització de la producció.
La Fabricació Additiva té un potencial provat per a una fabricació més sostenible i eficient en l’ús de recursos, a causa de la seva capacitat per a produir productes més lleugers i duradors amb menys material utilitzat per unitat i també amb molt menys desaprofitament de material, fins al punt que s’estima que per a 2050 la Fabricació Additiva podria reduir el consum d’energia a escala mundial en un 27% (2).
La Fabricació Additiva és encara immadura per al seu ús generalitzat, però avança ràpidament i ja té usos industrials i comercials. El que fa que aquesta tecnologia mereixi seguiment són els seus enormes i disruptius efectes potencials en la producció, la cadena de valor, les pautes de consum i la capacitat de generar noves formes de creixement econòmic i social en tota mena de països, independentment del seu nivell de desenvolupament actual.
Referències:
- McKinsey & Company. Ashutosh, Hastings, Murnane, Neuhaus, Automation in Logistics: Big Opportunity, Bigger Uncertainty, 2019. link
- The Economist Intelligence Unit, 2018.
FABRICACIÓ ADDITIVA, EFECTES EN TRANSPORT I LOGÍSTICA
La Fabricació Additiva, sumada als avanços en nous materials, és una nova forma de producció industrial que redueix significativament la necessitat de transport de càrrega i canvia els patrons d’enviament i les relacions comercials entre proveïdors i clients. També, pot canviar completament la distribució i la venda al detall d’uns certs tipus de productes.
Transport de Mercaderies
Canvis en el producte transportat. La Fabricació Additiva permet la fabricació d’objectes i components molt més a prop de l’usuari, ja que no requereix instal·lacions industrials. Per tant, el transport a llarga distància s’orientarà a la matèria primera de polímers i altres materials additius i el de curta distància al lliurament del producte.
Integració parcial de la producció i la logística. Per a moltes categories de productes, algunes parts del cicle de producció (fabricació de components) es poden completar en centres de distribució o abans d’arribar a la planta d’assemblatge. Així mateix, la producció personalitzada i prop de l’usuari farà que el transport del producte ja imprès s’iniciï sense necessitat d’esperar grans lots, reduint el temps total de lliurament.
Integració de la producció durant el transport marítim. En el cas del transport marítim, la producció d’uns certs productes es podrà executar en el transcurs del mateix viatge.
Nous tipus d’acords comercials i serveis postvenda. La possibilitat de producció 3D a escala industrial a prop o en les mateixes instal·lacions del client obre la porta a acords separats per a producció total i parcial, subministrament de matèria primera, suport tècnic i patents.
Reducció d’enviaments urgents generats per falta de recanvis, o recanvis molt urgents, a causa de la ràpida producció personalitzada interna o pròxima al mateix destinatari.
Optimització de reparacions i manteniment de l’equip. La Fabricació industrial ja ha provat la seva capacitat de produir recanvis de manera econòmica, ràpidament i en el mateix lloc en el qual es necessitin els recanvis i se situïn els equips, la qual cosa generarà una major tendència al manteniment i menys compra de nou material.
Transport de Passatgers
Canvis i nous rols. Els mateixos operadors podran fabricar molts dels components necessaris, en les mateixes instal·lacions o a prop. També existeix la possibilitat que els operadors subcontractin a noves empreses especialitzades en la qualitat i el coneixement de la Impressió 3D, mentre que els proveïdors originals es convertiran en proveïdors de patents i coneixements tècnics originals.
Major autonomia de l’operador. La impressió 3D reduirà la dependència comercial dels proveïdors de peces, ja que les empreses operatives podran fabricar peces per si mateixes o subcontractar-les en les seves pròpies instal·lacions.
Producció accelerada de l’equip i recanvis que permeti la fabricació de peces especialitzades i de recanvis en el mateix centre de manteniment sense dependre de proveïdors i millorant la velocitat de resposta, la qual cosa facilita enormement el manteniment d’instal·lacions i vehicles.
Optimització de reparacions i manteniment de l’equip. Cas similar al transport de mercaderies.
Fonts: CETMO i “Impacte de les KETs en la digitalització dels diferents àmbits del transport”, CENIT-CINESI – Desembre 2020
Amb el suport de:
Amb el suport de:
Subscriure’s a la nostra newsletter
Rebeu una actualització periòdica de notícies i esdeveniments