Fabricación Aditiva
La Fabricación Aditiva o Additive Manufacturing (AM), como se conoce internacionalmente, consiste básicamente en manipular material a escala micrométrica y depositarlo de forma muy precisa para construir un sólido. Aunque novedosas, son muy diversas las tecnologías que permiten fabricar piezas por este principio, lo que supone una nueva revolución industrial. La posibilidad de prescindir de utillajes, de reproducir cualquier geometría que el ser humano pueda imaginar (y dibujar), la inmediatez en la respuesta a la demanda cambiante del consumidor, y otra serie de ventajas que se explican más adelante, hacen del AM una auténtica pieza angular del futuro industrial en los países más desarrollados del planeta. En este documento se recogen los aspectos más destacables del AM, se explican los conceptos fundamentales para entender esta tecnología, se describen las ventajas frente a procesos convencionales de fabricación y también los retos que aún debe superar para conseguir su aplicación exitosa en múltiples sectores. Para entender la verdadera magnitud de esta nueva revolución, es conveniente recordar el importante papel de la industria en el desarrollo económico mundial, y repasar conceptos como el de la era digital contemporánea.
Desde la antigüedad el avance en las condiciones de vida de la humanidad ha estado directamente ligado a la capacidad para adaptar las riquezas naturales del entorno (materias primas) y convertirlas en productos elaborados (tejidos, calzado, herramientas, armas, alimentos) mediante el consumo de energía, buenas ideas y destreza técnica. No obstante, hasta bien entrado el siglo XVIII, el disfrute de estos productos estaba muy limitado a los estratos más pudientes de la sociedad, por ser fruto de trabajo artesano, muy personalizado y de escasa capacidad de producción; es decir, eran muy caros. Fue en ese momento cuando una serie de avances tecnológicos (el más conocido tal vez sea la máquina de vapor) fueron aplicados como métodos de fabricación. De esta manera se consiguió reducir los costes y se habilitó la producción masiva de productos en una cantidad que podían llegar a cubrir las demandas de un mercado mucho mayor. En esta etapa nace la industrialización que ha venido desempeñando un papel crucial en la economía en los últimos doscientos años, constituyendo el principal motor de generación de valor añadido, y un elemento clave de la modernización y del aumento del nivel de vida.
El país pionero en este proceso de industrialización fue Inglaterra, que aplicando las innovaciones en maquinaria se convirtió en la primera potencia económica del momento. A Inglaterra le sucedieron los Estados Unidos de América en esta posición de liderazgo, ya que fue allí donde se desarrollaron avances en campos como la energía eléctrica o la producción en cadena. Los desarrollos tecnológicos crearon nuevos negocios (surgen entonces empresas como GE, Ford y OTIS), además de auténticas revoluciones en la sociedad y en la forma de vivir en general, como el fluido eléctrico, los automóviles o la edificación vertical.
Posteriormente, en los años cincuenta, la capacidad de Japón para recuperar su industria y su particular método de organización de la producción (conocido en Occidente como Lean Manufacturing), cuyo paradigma encarna la empresa Toyota, situó a la economía nipona entre las primeras del mundo. Finalmente, en los últimos veinte años se asiste al nacimiento de China como potencia económica, con crecimiento estrechamente ligado a su capacidad manufacturera, que la ha convertido en la «fábrica del mundo».
Todo este proceso de industrialización es el que ha establecido (si no en todo, al menos en gran parte) el ranking contemporáneo de mayores potencias económicas. Pero hoy en día la industrialización es condición necesaria, pero no suficiente, para alcanzar crecientes niveles de riqueza y desarrollo de un país. Hace falta un potente sector servicios, que no es sustituto del industrial, sino que se apoya en él y lo complementa. La cuestión es que no toda la industria genera el mismo valor. Hay países con una industria muy productiva, que genera un sector terciario muy potente y que es capaz de crear riqueza muy alta por habitante, mientras que otro tipo de industria no actúa de la misma manera. Este es un tema de máxima trascendencia hoy en día en Europa, donde existe una gran preocupación por la creciente deslocalización de las fábricas. Si este fenómeno no se controla, se podría causar un grave daño al empleo (y en consecuencia al nivel de vida) que en un cuarto del total depende directamente de la industria y en un 75 % de forma indirecta, pues el sector servicios vive en gran medida de sus clientes industriales.
En las tres últimas décadas se está asistiendo a una transición hacia lo digital en distintos ámbitos de la vida, tanto personal como profesional. Existen multitud de ejemplos que hablan por sí solos de este vertiginoso cambio: las oficinas técnicas han pasado de los planos de papel dibujados a mano a ficheros paramétricos, primero en dos dimensiones (sistemas de dibujo asistido CAD 2D) y luego en tres dimensiones (sistemas de dibujo asistido CAD 3D); en las comunicaciones, del envío de correo postal a la aparición primero del fax y luego del correo electrónico; en el ocio, de la televisión en dos canales en blanco y negro a la infinita oferta de TDT, o el cambio de la baraja de cartas por el videojuego de realidad aumentada; en el mundo de la salud, de la radiografía RX a la resonancia magnética, TAC (Tomografía Axial Computarizada), o Ecografía Doppler 3D.
Las fábricas no son ajenas a este fenómeno. Ya se han mencionado los sistemas de Diseño Asistido por Computador (CAD), que afectan a la concepción del producto en las oficinas técnicas, pero también son bien conocidos los software de Fabricación Asistida por Computador (CAM) o para la asistencia a la ingeniería (CAE), el empleo de autómatas y robots en planta, la inspección por visión artificial, el control del avance de la producción en tiempo real (MES), o incluso la modelización y recreación virtual de procesos y fábricas enteras con software de simulación (CAPE).
Los avances de la cibernética permiten procesar a gran velocidad ingentes cantidades de datos y manejar sistemas mecánicos, superando los límites conocidos de fiabilidad y precisión. No obstante, los procesos de fabricación de piezas, aunque asistidos por controles más avanzados, siguen siendo básicamente los mismos: arranque de viruta, conformado en frío o en caliente, fundición o inyección (anexo 1). Todos ellos se enfrentan a limitaciones, ya no de control, sino físicas, como la imposibilidad de realizar taladros curvos, las colisiones de herramientas con la pieza de geometría compleja, las restricciones de ángulos de desmoldeo, por poner algunos ejemplos. Estas limitaciones bloquean la creatividad y constituyen una barrera, a veces infranqueable, al desarrollo de nuevos productos de alto valor añadido o con nuevas funcionalidades.
