Las personas y las empresas son cada vez más conscientes de la importancia de la sostenibilidad, lo que la convierte en una parte cada vez más importante de nuestra vida cotidiana. Esto se extiende ahora al sector de la fabricación, impulsado por las demandas de los clientes finales y las nuevas normativas industriales. En este artículo, Max Siebert, director general de Replique, explica cómo la fabricación aditiva puede ofrecer una solución eficaz y respetuosa con el medio ambiente para las cadenas de producción y suministro.
La fabricación aditiva permite un diseño sostenible
La fabricación aditiva ofrece una forma totalmente nueva de diseñar productos que permite crear diseños de topología optimizada. Mediante el rediseño, la pieza impresa en 3D puede realizar la misma tarea, e incluso mejorar el rendimiento en comparación con la pieza original, utilizando menos material. Por tanto, las empresas también pueden mejorar una pieza formada por varias piezas e imprimirla en una sola unidad (consolidación de piezas). El resultado es un menor consumo de material y energía durante la producción en comparación con los métodos tradicionales. Además, la consolidación de piezas puede ofrecer piezas de mayor rendimiento y durabilidad.
Menor consumo de material durante el proceso de producción
En el ámbito de la producción, los fabricantes se fijan en dos factores esenciales: el consumo de material y la eficiencia energética. En los métodos de fabricación tradicionales siempre hay desperdicio de material. Por ejemplo, en la fabricación sustractiva, como la CNC, los fabricantes parten de un bloque de material sólido y lo retiran para conseguir la forma final. En la fabricación aditiva, sin embargo, el uso del material es mucho más eficiente.
El modelado por deposición fundida (siglas FDM en inglés) es un buen ejemplo: las piezas se construyen capa a capa, añadiendo sólo el material necesario, de modo que, aparte de las estructuras de soporte, no se desperdicia material. Otras tecnologías de la fabricación aditiva que utilizan polvos o resinas funcionan de forma diferente. En este proceso de fabricación basado en polvos y resinas se construye una capa completa de material, que luego se procesa con un láser o un agente de fusión, dependiendo de la tecnología utilizada. Una vez procesada la primera capa de material, se añade una nueva capa completa hasta terminar la pieza. Como el polvo o la resina no procesados pueden reutilizarse para la siguiente impresión, es posible conseguir que no se desperdicie material.
Por el contrario, a menudo se necesitan estructuras de soporte e impresiones fallidas, sobre todo para las piezas más complicadas. Es habitual desperdiciar piezas de prueba antes de encontrar los parámetros de impresión y la orientación de construcción adecuados. Sin embargo, los avances en simulación nos permiten predecir de antemano posibles problemas de impresión, reduciendo así los residuos en la producción.
¿La fabricación aditiva es sostenible?
Las diferencias en las características de las máquinas, los productos y los procesos dificultan la comparación entre los métodos tradicionales y la fabricación aditiva. En comparación con los métodos sustractivos, la fabricación aditiva puede ser más eficiente desde el punto de vista energético, sobre todo si se tiene en cuenta el menor consumo de material. Sin embargo, en comparación con el moldeo por inyección, el consumo de energía de este proceso suele ser mayor debido a que el tiempo de producción por pieza es mucho más largo, aunque hay que tener en cuenta otros factores, como el consumo de energía en la producción del molde, el volumen de producción y la eficiencia del material. Cuando se trata de volúmenes menores, es una opción más eficiente desde el punto de vista energético.
La producción bajo demanda reduce el desperdicio en el almacenaje
La fabricación aditiva también ofrece ventajas en lo que se refiere a la sostenibilidad en la cadena de suministro. Otros métodos de fabricación suelen requerir un tamaño de lote mínimo para que la producción sea rentable, lo que a menudo da lugar a un exceso de producción y a que las piezas se almacenen como existencias. Esto no sólo aumenta los costes de almacenamiento, sino también las posibles pérdidas si las piezas no se venden. Para las empresas que ofrecen piezas de recambio, esto puede suponer un gran problema, ya que suelen estar vinculadas a los proveedores, que a menudo estipulan enormes cantidades mínimas de pedido, aunque sólo se necesiten unas pocas piezas de recambio.
Minimizar las rutas de transporte reduce las emisiones de CO2
La introducción de la fabricación aditiva ha producido un cambio de la fabricación lineal, con distribución centralizada, a una red descentralizada de proveedores, socios de producción y clientes. Esto es posible gracias a los bajos costes de inversión, ya que una sola máquina puede producir una gran variedad de piezas. La minimización de los movimientos de transporte tiene, por supuesto, un impacto positivo para el medio ambiente, ya que se reduce la huella de carbono de cada pieza. Las piezas se envían al lugar donde se necesitan, que puede estar al otro lado del mundo. Esto también reduce los plazos de entrega, algo especialmente beneficioso en tiempos de interrupción de la cadena de suministro.
En resumen, si se incorpora como parte de un modelo de impresión bajo demanda, la fabricación aditiva puede reducir el consumo de energía, los residuos de material y la huella de carbono de una empresa. Esto también beneficia a la operatividad de la cadena de suministro. Las cadenas de suministro tradicionales requieren varios pasos, cada uno de ellos propenso a sufrir interrupciones, mientras que la fabricación aditiva acorta la cadena de suministro y la hace más resistente.
Artículo escrito por Max Siebert es Consejero Delegado y Cofundador de BASF.
