La tecnología de impresión 3D ha sido ampliamente visibilizada en el mundo en las últimas semanas por el apoyo de centros de fabricación digital, universidades, e incluso hogares, a los gobiernos para enfrentar la escasez de insumos en los hospitales como ventiladores y protectores faciales. Los ejemplos son numerosos, desde Italia, donde la firma de tecnología Isinnova desarrolló y entregó públicamente el diseño de una válvula fabricada en impresoras 3D para transformar máscaras de buceo en ventiladores, hasta España donde se creó el Equipo Anticovid, una red de jóvenes estudiantes, voluntarios y profesores que colaboran con la red internacional Coronavirus Makers[1], para fabricar y suministrar protectores faciales a sanitarios y fuerzas de seguridad de la Comunidad de Madrid. En este movimiento, América Latina no se quedó atrás, con proyectos solidarios desarrollados en al menos 13 países de la región, como la impresión de protectores faciales a partir de materiales biodegradables en Costa Rica o la organización de un Coronathón para la producción masiva circular de protectores en Buenos Aires.
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Si bien el movimiento Maker y el uso de tecnología de impresión 3D se ha desarrollado en la región en los últimos años, la industria aditiva es todavía bastante joven en América Latina. México se posiciona como líder regional y creó en 2018 el primer Consorcio de Fabricación Aditiva en Latinoamérica, el CONMAD, y más recientemente la Asociación de Manufactura Aditiva y Tecnología 3D, para aumentar la cooperación científica y tecnológica en el país, y aumentar la utilización de las tecnologías 3D en diferentes industrias como la automotriz, médica, aeronáutica, electrodoméstica, etc[2]. En Brasil, que también es un motor regional de la tecnología, 49% de las empresas productivas pretenden invertir en impresión 3D de aquí a 2022[3]. Otros países están empujando la impresión 3D, aunque en una menor medida, como por ejemplo Argentina donde se creó la Cámara Argentina de Impresión 3D y Fabricación Digital, Chile y Colombia. Si bien Estados Unidos, Europa Occidental y Asia-Pacífico dominan ampliamente el mercado de la manufactura aditiva hoy en día, el IDC estima que el mercado en América Latina tendrá un crecimiento sostenido en los próximos años[4]. En este contexto, el sector del transporte presenta grandes oportunidades de aplicación de las tecnologías de fabricación aditiva, desde la industria automotriz hasta sectores más exploratorios como las obras de infraestructura.
Fabricación y mantenimiento de vehículos en las industrias automotriz, férreas y aeronáuticas
Además de la fabricación ágil y rápida de prototipos y utilería para las fábricas y talleres, el uso de la impresión 3D está cada vez más presente en las industrias de fabricación y mantenimiento de vehículos, a través de la fabricación de piezas complejas y repuestos de reemplazo para componentes que dejaron de ser fabricados.
Numerosos ejemplos existen en el mundo y la región:
- En Brasil, el fabricante de camiones MAN Latin America, produce cerca de 250 piezas prototipos, así como ítems complejos y moldes para fabricar piezas a través de impresión 3D. Logró reducir sus costos de desarrollo de modelos conceptuales en un 80%[5].
- En el sector férreo, los primeros componentes impresos para el diseño interior de los vagones como apoya-brazos, agarraderas y “seat-back table”, han sido desarrollados por Stratasys para un experimento de la compañía Angel Train en el Reino Unido. El objetivo a futuro es permitir que los vehículos puedan seguir operando más tiempo y reducir el costo total del material rodante, a través de remplazar las piezas obsoletas sin necesidad de producción masiva[6]. Por su lado, la firma GE Transportation proyecta utilizar la impresión 3D para producir más de 250 componentes para locomotoras, con el fin de realizar componentes más compactos y precisos para los usos requeridos[7].
- La impresión de componentes para el sector aéreo también se está expandiendo. El ejemplo más reciente es el Boeing 777X que realizó su primer vuelo larga distancia en enero 2020, cuyos motores cuentan con más de 300 piezas construidas a través de impresión 3D[8]. Las ventajas para el sector son numerosas, ya que la concepción digital e impresión de piezas permite reducir las limitaciones de utillería y crear estructuras complejas que reemplazan piezas compuestas por varios componentes ensamblados. La firma GE Aviation logró reemplazar 855 componentes por 12 partes impresas en la concepción de un motor. Esto permite producir piezas más ligeras y duraderas y reducir el riesgo de errores, ya que exigen menos soldaduras y mecanizado[9].
Transformación de la logística y transporte de carga
Por las oportunidades que crea la impresión 3D para la producción de piezas a la demanda, en cantidades reducidas y de manera remota y descentralizada, su impacto en el sector de la logística y el transporte de carga será grande, tanto para la gestión de stocks, como para la reducción de costos de transporte y almacenamiento. Por ejemplo, talleres mecánicos que muchas veces tienen dificultades para garantizar la disponibilidad de piezas, podrían tener un repertorio informático de todas las piezas y producirlas en sitio a través de una impresora 3D cuando un cliente la necesite.
Dando un paso más, Amazon patentó un camión de impresión 3D que permitiría acelerar los procesos de entrega de productos, al recibir la instrucción e imprimir el objeto a ser entregado directamente en el camión durante el trayecto hasta el domicilio del comprador[10].
Construcción y mantenimiento de obras de infraestructura de transporte
Finalmente, aunque se trata de un sector más exploratorio, existen oportunidades para optimizar el sector de la construcción y mantenimiento de infraestructuras, tanto para el desarrollo de maquetas y prototipos como ya es el caso en arquitectura, como para optimizar el uso de materias primas. Ya existen obras de gran escala realizadas a través de impresión 3D. Es el caso en Dubai donde proyectan construir masivamente edificios a través de tecnología 3D[11], pero también en Tabasco, México, donde un barrio de 50 viviendas se está construyendo a través de impresión 3D. Las unidades, de 500 m2, necesitan un total de 24h de impresión para su construcción[12].
En Colombia, Conconcreto[13] desarrolló una impresora 3D de concreto con la tecnología de Siemens para acelerar el tiempo en el que se construyen viviendas de interés social. Por su lado, el Instituto Eduardo Torroja de Ciencias de la Construcción[14] en Madrid desarrolla líneas de investigación sobre la combinación de la impresión 3D a gran escala, la metodología BIM y la construcción industrializada 4.0., prestando especial atención al proceso de construcción de piezas singulares que se ensamblan en obra, minimizando problemas de tolerancias, permitiendo una personalización de la construcción y desarrollando procesos constructivos más sostenibles.
Si estas experiencias de gran escala se enfocan más en la construcción de edificios, oportunidades existen para replicarlas en obras de infraestructuras de transporte, como lo demuestran las siguientes experiencias innovadoras. Los primeros puentes peatonales 100% impresos fueron creados en 2016 en hormigón microreforzado por el IAAC con Acciona en Alcobendas[15] y en 2018 en metal por MX3D y ArcelorMittal en Amsterdam[16]. En el Reino Unido, la compañía de infraestructura Amey está explorando la oportunidad de usar la manufactura aditiva para el mantenimiento y renovación de rieles de sistemas férreos a través de robots de impresión 3D en sitio[17].
Fuente: https://mx3d.com/ / https://iaac.net
Perspectivas de la fabricación aditiva para el transporte en América Latina
Los beneficios de la impresión 3D podrían resumirse en cuatro: flexibilidad, agilidad, capacidad de personalización y sostenibilidad. Aunque apareció entre 1976 y 1984 con los primeros desarrollos comerciales basados en la estereolitografía[18], la impresión 3D es una clave de la IV Revolución Industrial[19] del siglo XXI. En el sector de transporte sus aplicaciones ya son numerosas y están llamadas a expandirse para mejorar los procesos de construcción y mantenimiento de infraestructura, optimizar el consumo de materiales, optimizar los costos de logística y la gestión de stock, y construir piezas complejas, compactas, ligeras, duraderas al mismo tiempo que reducir los riesgos de errores en las industrias de punta.
Sin embargo, la industria aditiva todavía tiene retos tecnológicos para posibilitar su uso generalizado en las industrias productivas. Además, su implantación en la región dependerá de la capacidad de los gobiernos a generar las condiciones técnicas, regulatorias y de mercado adecuadas. Esto implicará, entre otros, ampliar el acceso al conocimiento de la tecnología en la región, establecer estándares de calidad y sostenibilidad a través de la homologación de materiales y la certificación de procesos, invertir en políticas de apoyo empresas y proyectos de investigación y desarrollo, y consolidar ecosistemas de innovación alrededor de la tecnología.
Fuente: Elaboración propria a partir de LUPSON, H., KURMAN, M. (2013) Fabricated: the new world of 3D printing, Ed. Wiley & Sons, Inc, Indianapolis.
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