El diseño en ingeniería debe basarse no solo en los requisitos de funcionalidad del componente y seguridad, sino también en los aspectos ambientales del ciclo de vida del producto. Durante la última década, dentro de las industrias manufactureras ha habido un interés creciente en técnicas de investigación que permitan la realización de procesos con alta eficiencia en entornos sostenibles.
La fabricación aditiva comprende un conjunto de tecnologías emergentes que fabrican objetos tridimensionales directamente a partir de modelos digitales mediante un proceso aditivo, normalmente depositando capas sucesivas de polímeros, materiales metálicos o cerámicos.
Las tecnologías de fabricación aditiva pueden contribuir de forma sostenible a la 4ª Revolución Industrial (conocida como Industria 4.0), proporcionando ventajas frente a los procesos de fabricación tradicionales. De este modo, la fabricación aditiva se está convirtiendo en una alternativa de fabricación orientada al futuro porque permite fabricar productos con altos niveles de complejidad, reduciendo el desperdicio de materiales y abordando problemas de obsolescencia de componentes en industrias que suponen un servicio esencial para la economía.
El abanico de aplicaciones industriales de la fabricación aditiva es muy amplio abarcando diversos sectores desde la generación de energía eléctrica, pasando por la industria petroquímica, y de fabricación de bienes de equipo, entre otros. Otras aplicaciones van dirigidas a la medicina y a la fabricación de prótesis, a la moda y el calzado, la joyería y la óptica, la decoración, los juguetes, la agricultura o la fabricación de útiles para el hogar y la oficina.
En algunas industrias como en la de generación de energía eléctrica o en sectores como el petroquímico, en los últimos años se han encontrado dificultades para reponer ciertos componentes críticos que, con una geometría compleja, unida a una producción discontinua en el tiempo, han dado lugar a un problema de obsolescencia. La fabricación aditiva ha resultado ser una solución para dar respuesta a este problema, ya que estas piezas y sus diseños son muy difíciles de obtener debido a la falta de información de diseño, como planos de fabricación o listas de materiales. Además, la principal ventaja de este tipo de tecnologías aditivas es que las piezas con geometrías más complejas se pueden fabricar sin herramientas. Por esta razón, la fabricación aditiva está atrayendo una gran atención por parte de la industria, debido a sus aplicaciones potenciales en numerosos campos.
Si bien la fabricación aditiva ha demostrado ser extremadamente útil para acelerar el diseño de piezas complejas, todavía estamos lejos de poder aplicar piezas fabricadas obtenidas mediante esta gama de novedosos procesos en equipos industriales críticos donde la fiabilidad juegue un papel decisivo. Un reciente estudio realizado a partir de artículos de investigación sobre fabricación aditiva mostró que apenas el 5% se centraba en aspectos como la fiabilidad, degradación o fallo de los componentes fabricados.
El desarrollo de normativa es esencial en toda actividad industrial y, en especial, en sectores emergentes y con una componente altamente técnica, ya que proporciona elementos fundamentales dónde apoyar su desarrollo. Un caso muy representativo de lo anterior lo constituye la fabricación aditiva.
En la actualidad, en la fabricación aditiva todavía hay una gran falta de desarrollo normativo, en relación con el diseño, fabricación y prueba de componentes fabricados. Una razón que impide la “democratización” de la fabricación aditiva a nivel industrial, es la falta de estándares para la certificación de piezas, que garanticen los estrictos requerimientos de calidad y seguridad exigidos a los componentes por la industria manufacturera tradicional. De este modo, la certificación de un componente permite asegurar que una pieza fabricada mediante un proceso de fabricación aditiva podrá realizar la misma función que una fabricada utilizando tecnologías convencionales.
Algunos estudios recientes han mostrado que de los estándares de fabricación aditiva que están actualmente en proceso de desarrollo, el 55% estarán focalizados en el diseño o fabricación, mientras que el 24% de los estándares estarán dedicados a procedimientos de ensayo y evaluación de las propiedades mecánicas de las piezas. De esta manera, solo el 21% estarán relacionados con la calificación y certificación de piezas.
A pesar de las dificultades que actualmente existen para estandarizar procesos y, por tanto, certificar componentes, la inversión en I+D+i por parte del tejido empresarial y los centros de investigación en Europa y EEUU hace prever que es solo cuestión de tiempo que estas tecnologías se conviertan en una fuerza verdaderamente transformadora de la industria manufacturera tal y como la conocemos. Las tecnologías aditivas tienen el potencial, no solo de revolucionar la fabricación de productos, sino de crear nuevos entornos de innovación y promover el espíritu emprendedor de empresarios en zonas alejadas de los polos industriales actualmente establecidos.
Álvaro Rodríguez Prieto
Inspección y Asistencia Técnica de SGS
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