- 3D Printing – 1 de 8 – Conceptos básicos
- 3D Printing – 2 de 8 – Tecnologías y materiales
- 3D Printing – 3 de 8 – Beneficios
- 3D Printing – 4 de 8 – Usos, oportunidades y realidades
- 3D Printing – 5 de 8 – Diseño para 3DP
- 3D Printing – 6 de 8 – Ingeniería aplicada
- 3D Printing – 7 de 8 – Su lugar en el futuro digital
- 3D Printing – 8 de 8 – Retos y desafíos
Seguimos avanzando en esta serie de artículos que tratan de acercar la impresión 3D a un abanico amplio de personas. Tras repasar los conceptos más generales del 3D Printing y posteriormente explorar las diversas tecnologías en las que se compone, ya tenemos una base suficiente para entender cómo funciona la fabricación aditiva.
En este tercer capítulo esbozamos qué beneficios nos aporta esta tecnología de fabricación frente a otras. ¿Por qué se dice que es una revolución?
Existen muchos beneficios, pero a mí me gusta reducirlos a 5:
-
Mayor libertad de diseño
-
Reducción de almacenaje y transporte
-
Menor coste en lotes pequeños
-
Mayor flexibilidad operativa
-
Personalización masiva
1 Mayor libertad de diseño
Crédito: 3ders
Se trata del pilar clave del 3D Printing. De este beneficio derivan casi todos los demás.
Al no necesitarse elementos o herramientas intermedias para fabricar un diseño particular, la fabricación aditiva nos permite explorar formas más complejas, sin tantas limitaciones. Por ejemplo, podemos trazar formas más curvas, espesores continuamente variables, radios de acuerdo “imposibles”, etc. La forma del objeto que construimos no depende de la forma de la herramienta, o por dónde va a actuar.
Como se construye el objeto añadiendo material poco a poco, se puede incluso diseñar el interior de los objetos, con formas increíbles que aporten funcionalidades únicas. Podemos, imaginad, construir objetos dentro de objetos. Todo esto se explorará en mayor detalle en el capítulo 5, pero en definitiva creo que es importante entender lo siguiente:
- Se pueden crear productos que sólo se pueden hacer por esta tecnología.
- Sólo cuando se consigue lo anterior, se estará explotando realmente la tecnología.
2 Reducción de almacenaje y transporte
Crédito: Dark Roasted Blend
Al poder “imprimir” un objeto directamente desde su información digital, sin ningún otro medio adicional, podemos reducir la necesidad de almacenar productos en un lugar intermedio para luego enviarlos a su lugar de uso. Podemos, incluso, fabricar el producto directamente en el lugar que se precise, sin necesidad de transportarlo físicamente. Sólo necesitamos tener el material con el que está diseñado el objeto y una impresora apta para dicho material.
En la realidad, poder explotar este beneficio no es sencillo, al existir una gama tan diversa de tecnologías y materiales como vimos en el artículo anterior. No existe una impresora que fabrique cualquier cosa. Es decir, unas impresoras nos permiten crear productos con unos materiales pero no con todos; unas impresoras nos permiten crear unas geometría, pero no todas, etc. Sin embargo, sí que es factible crear lugares de impresión cerca del punto final, como reprografías de impresión 3D, siempre que estos tengan los medios necesarios para fabricar en muy distintas tecnologías. Ya existen compañías así, como pueden ser Materialise, 3DHubs o Shapeways, que han revolucionado totalmente el concepto de consumo de productos físicos. Por supuesto, también compañías multinacionales están explorando este beneficio internamente para reducir stock, responder antes a la petición de repuestos o acercarse más al cliente final. Un par de ejemplos son Siemens y General Electric.
En un reciente artículo de Forbes, se nos muestra cómo esta deslocalización ya está amenazando el negocio clásico de suministro de repuestos. En el capítulo 4, al explorar usos de la impresión 3D, desarrollaremos algo más este punto.
3 Menor coste en lotes pequeños
Crédito: 3DCenter
Los dos beneficios anteriores nos llevan a un tercero. Para explicarlo, volvamos a la fabricación clásica.
El siglo XX ha sido el siglo en el que la humanidad ha perfeccionado la fabricación en masa. Diversos métodos de fabricación nos han habilitado a que, a mayor número de unidades fabricadas de un mismo diseño, su coste unitario se va reduciendo enormemente. El coste de las máquinas, moldes, utillaje, etc. se va distribuyendo. Por eso un bolígrafo es tan barato, porque fabricamos millones. Si fabricásemos sólo un bolígrafo, su coste sería millonario.
Pues resulta que, con la impresión 3D, el coste de fabricar 1, 10, 100 o 10000 unidades no varía demasiado. Es decir, el coste unitario no es tan dependiente del número de unidades a fabricar.
De este modo, si solamente quiero fabricar una unidad de producto de un diseño concreto, que es único e irrepetible, es muy posible que fabricarlo por impresión 3D sea la opción más barata.
Para información más avanzada: The economics of 3D Printing: A total cost perspective
Por lo tanto, gracias a este tercer beneficio, ya hemos llegado a un escenario en el que no sólo tenemos la posibilidad de hacer productos únicos y de forma deslocalizada, es que además su fabricación es más barata que con otros procedimientos.
4 Mayor flexibilidad operativa
En un mundo tan cambiante, el tiempo es la verdadera unidad monetaria. A nivel de negocio o industria, si somos capaces de desarrollar un producto antes, somos más competitivos.
Antes de la impresión 3D, durante el desarrollo de un producto, teníamos que hacer muchas pruebas, estudios y análisis antes de ponernos a fabricar un producto, ya que necesitábamos invertir un gran capital en moldes de inyección, o moldes de colado, o forjas, o cualquier otro elemento anexo a la fabricación de dicho producto. Además, había que estar muy seguro de que el diseño ya iba a ser el definitivo, pues sino este útil o molde se convertiría en una costosa reliquia. Es decir, el ciclo de desarrollo de producto estaba muy controlado, con fases muy definidas donde se incentivaba la seguridad frente a la innovación.
Crédito: Strategic Finance
Gracias a la impresión 3D podemos hacer más pruebas, hacer incluso tiradas cortas del producto que creemos puede ser el final, en sus distintas fases de desarrollo e incluso ir probándolo en escenarios reales. Podemos comunicar mejor las ideas entre diseñadores, ingenieros, fabricantes y clientes. Realmente así es como nació esta tecnología, como prototipado rápido. Podemos transformar la idea en realidad mucho antes y con mayor comunicación entre todos los actores.
Este cambio de ciclo está transformando la manera de desarrollar algunos productos en toda su cadena de valor. Por ejemplo, las oficinas de ingeniería deben reinventarse para aprovechar estos beneficios, ganar nuevas capacidades y aprender nuevos SW de diseño y análisis.
5 Personalización masiva
La impresión 3D abre la puerta a un cambio disruptivo:
Pasar de un modelo económico de fabricación masiva, a otro de personalización masiva.
El coste de fabricar, 100 zapatillas idénticas, sería el mismo que fabricar 100 zapatillas distintas, diferentes y adaptadas a cada usuario.
Crédito: New Balance
Esta idea, unida al mundo digital en el que estamos embebidos, aporta posibilidades increíbles en la llamada customización masiva. Imaginad que este concepto se pueda realizar en un entorno técnico y económicamente viable. Cada cliente podría personalizar sus productos, para que se ajusten a él lo más posible.
¿Por qué tenemos que tener todos las mismas casas amuebladas de Ikea?
¿Por qué todos nuestros coches son iguales?
¿Por qué me tengo que conformar con tallas y versiones estandarizadas y no a algo más ajustado a mí?
EXTRA: Sostenibilidad
El hecho de que el material que se gaste es el que acaba en la pieza final, al irse añadiendo poco a poco, implica que se reducen los residuos en comparación con otros métodos de fabricación, como el mecanizado.
Crédito: Faberdashery
Además, gracias a la capacidad de diseñar geometrías más complejas, podemos concebir productos con menor masa, contribuyendo en:
- menor gasto de material
- menor gasto energético en la fabricación
- menor gasto energético operativo (por ej. automóviles, aviones, satélites…)
- menor gasto de transporte de productos (debido al peso y a la fabricación distribuida)
Se trata no obstante de un beneficio algo complejo de medir. Además, la afirmación de que sólo se gasta el material que acaba en la pieza no es del todo exacta. Las piezas impresas suelen necesitar desbastes posteriores, o al menos operaciones de post-proceso. Igualmente, en tecnologías de fusión o sinterizado de polvo, aquel que no se use se puede reciclar, pero hay límites de ciclos de uso que mantengan las propiedades del mismo. Si queréis explorar esto en mayor detalle, os invito a ver el artículo (en inglés) de Marc Saunders de Renishaw: «How much can you recycle metal AM powder?»
En resumen
La fabricación aditiva tiene unos beneficios muy interesantes y muy distintos al de otros métodos de fabricación. Conociéndolos bien y explotándolos con ingenio, podemos usar esta tecnología para hacer mejores productos, más baratos y en menor tiempo.
4 comentarios en “3D Printing – 3 de 8 – Beneficios”