La impressió 3D sembla que s’hagi convertit en els darrers anys en un recurs periodístic més per a cridar l’atenció del lector. Si féssim la comparació amb com a vegades es tracten les infraestructures de transport, la informació que es difon sobre la impressió 3D s’assembla més als plans per visitar Mart que no pas a la millora de la xarxa de Rodalies. Bé, potser sigui aquest un mal exemple.
En fi, per molt apassionant que sigui parlar sobre impressió 3D de cervells i fetges, el que pertoca és reflexionar sobre si avui dia la nostra PIME pot treure avantatges competitius del que en termes més industrials anomenem fabricació additiva.
La resposta es sí, i convé recolzar-ho en casos reals del nostre entorn. Massa teoria s’ha escrit sobre els beneficis de la impressió 3D, i a les empreses ens convé inspirar-nos en realitats, doncs els resultats són l’únic jutge vàlid.
Seguint el camí de moltes petites i mitjanes empreses, alguns dels focus d’interès són els següents:
- El desenvolupament de nous productes.
- L’aplicació immediata en la millora del procés productiu i inclús la producció.
- La recerca aplicada en aquelles línies que s’albiren com estratègiques, i de les quals tard o d’hora arribaran els desenvolupaments.
En el present article ens centrarem només en el segon punt, malgrat tenim nombrosos exemples dels altres que seran objecte de futures comunicacions.
Així, l’empresa MACSA, ubicada al Bages, utilitza intensament la impressió 3D per a fer un canvi disruptiu en la forma en que produeix alguns dels seus productes. MACSA té un volum de facturació anual al voltant dels 25 milions d’euros i una plantilla de 100 treballadors. Una de les seves línies de producte de major valor afegit és la ICON: són aparells d’ablació làser per a incorporar el codi de traçabilitat en els productes que passen per les línies de producció de moltes empreses. Es tracta doncs d’un equip per a clients industrials d’alta sofisticació. Un indicador de la qualitat d’aquest producte és que el 85% de la producció s’exporta arreu del món.
[[{"type":"media","view_mode":"media_large","fid":"995","attributes":{"alt":"","class":"media-image","style":"font-size: 13.008px;","typeof":"foaf:Image"}}]]
ICON 30. Font: Macsa
L’empresa ja fa molts anys que utilitza les eines CAD 3D, no sols a nivell de projecció tècnica sinó de disseny avançat. De fet, l’ús sistemàtic del disseny tridimensional assistit per ordinador ha estat la base per al pas natural de saltar cap a la fabricació additiva.
Anant més enllà de l’ús que l’empresa ha fet de la impressió 3D per a consolidar el disseny dels seus productes, el canvi disruptiu ha estat aplicar-la com a element indispensable en el procés de producció. En col·laboració amb la Fundació CIM de la UPC, centre tecnològic punter a Europa en impressió 3D, MACSA va fer fabricar additivament un model d’un nou disseny per superposició de capes de menys de 0,1 mm. La tecnologia usada va ser la estereolitografia, basada en resina epoxi fotosensible que polimeritza amb un feix làser de UV.
Aquest prototip va ser usat com a model per fabricar un motlle de silicona. Gràcies a aquest tipus de motlle s’obtenen per colada al buit de poliuretà fins a 25 peces, llestes per a ser muntades amb la resta de components.
[[{"type":"media","view_mode":"media_large","fid":"994","attributes":{"alt":"","class":"media-image","style":"font-size: 13.008px;","typeof":"foaf:Image"}}]]
Prototip del ICON 30 fet per Fabricació Additiva en Estereolitografia. Font: Fundació CIM-UPC
[[{"type":"media","view_mode":"media_large","fid":"996","attributes":{"alt":"","class":"media-image","style":"font-size: 13.008px;","typeof":"foaf:Image"}}]]
Motlle obert de silicona amb peça colada de poliuretà. Font: Fundació CIM-UPC
Té sentit seguir aquest procés, que s’allunya de l’esquema tradicional de mecanitzar motlles d’alumini per a sèries mitjanes, on posteriorment injectar termoplàstics com l’ABS?
Per a conèixer la resposta, tenim els següents elements a combinar: un producte modelat digitalment, de molt valor afegit, i quins lots de producció són limitats donat el nínxol específic al qual s’adreça (centenars d’unitats anuals).
El modelat digital del producte és la primera condició per iniciar el camí cap a la fabricació additiva. No hi ha molt a dir: la immensa majoria de les pimes catalanes que han fet l’aposta per desenvolupar producte propi usen sistemes de CAD 3D amb més o menys intensitat.
El fet diferencial és que el valor afegit del producte sigui alt, permetent assumir els costos de la intervenció en el procés de la fabricació additiva, encara superiors als de les tecnologies de fabricació tradicionals, però no tant com molt sovint es pensa.
A canvi, el cicle d’innovació pot ser continu, sense estar lligat a uns utillatges que només s’amortitzarien allargant la vida del producte: això és inviable donats els cicles de vida decreixents de l’actual context competitiu.
En resum, es tenen uns utillatges que fan que unitàriament el producte resulti més car comparant-ho amb el que tradicionalment eren produccions elevades, però d’altra banda són la solució més econòmica assumint que la sèrie és curta i cada vegada ho serà més.
La fabricació additiva té altres conseqüències, com ara afegir per sí mateixa més valor al producte: el disseny es fa més agosarat i permet modelar un producte campió en quan a creativitat, i només cal comparar el salt en disseny dels productes de MACSA en els darrers anys. Amb impressió 3D és possible materialitzar qualsevol geometria – un tema conegut que no desenvolupem aquí-, i malgrat el procés posterior d’emmotllat de poliuretà no permeti aprofitar aquest recurs al 100%, sí que es pot aprofitar l’elasticitat i possibilitat de descomposició en parts del motlle de silicona per treure un bon partit a aquesta llibertat de disseny, comparativament inexistent en el cas de fabricació mitjançant motlles metàl·lics tradicionals.
[[{"type":"media","view_mode":"media_large","fid":"997","attributes":{"alt":"","class":"media-image","style":"font-size: 13.008px;","typeof":"foaf:Image"}}]]
2 models de productes Macsa, comparativa d’evolució en el disseny. Font: Macsa
Aquest cas és un bon exemple doncs per entendre què hi pot treure la PIME catalana de la introducció de la fabricació additiva en el seu procés.
Amb molt de sentit pràctic, hi ha molts productes de sèrie curta que d’una banda no són viables econòmicament usant els mètodes tradicionals, però d’altra banda també són inviables si pretenguéssim, com molts prediquen, que la producció fos tota directament impresa en 3D. Mentre no arriba aquest dia, altres empreses, com ara el cas exposat, han decidit treure tot el rendiment possible al que la fabricació additiva, en combinació amb altres tecnologies, ja permet de fer. En resten moltes altres que haurien d’explorar aquest camí per no perdre l’oportunitat de ser més competitives.
En voleu saber més? Contacteu amb felip.fenollosa@enginyers.net, Grup de Fabricació Additiva de la Comissió Indústria 4.0 dels EIC.
