AM Forum Berlin 2023 Cómo se utiliza la impresión 3D en la cadena de suministro: Daimler, Materialise, CNH, Stratasys y la Armada alemana

¿Cómo está cambiando la impresión 3D las cadenas de suministro? La perspectiva de una producción descentralizada de repuestos, la reducción de los costos de almacenamiento y el control activo de cadenas de suministro completas son beneficios que durante mucho tiempo se han promocionado como el futuro de la fabricación aditiva. Pero ¿qué pasaría si estos beneficios no fueran sólo conceptos futuristas sino realidades actuales?

Durante el Foro AM 2023 en Berlín, oradores de Daimler, Materialise, CNH, Stratasys y la Armada alemana consideraron cuestiones como: ¿cuál es el futuro de la impresión 3D en la cadena de suministro?

Actualmente, la cadena de suministro global enfrenta una buena cantidad de desafíos. Las empresas buscan alternativas resilientes y eficientes, desde cuellos de botella en los puertos hasta averías de camiones y paradas de fabricación debido a la escasez de piezas.

Lea más en AM Forum Berlín.

Cadena de suministro automotriz e impresión 3D

Matthias Schmid, CDO del Centro de Competencia para la Fabricación Aditiva de Daimler Truck AG, ofreció un vistazo detallado a este cambio de paradigma. Destacó el camino de Daimler hacia la adopción de la impresión 3D como parte integral de su cadena de suministro, afirmando: "Somos [una] empresa de actuación global y, como empresa de actuación global... nos enfrentamos a muchas crisis que tuvieron un enorme impacto en las cadenas de suministro". . Teniendo esto en cuenta, comenzamos a analizar nuestras cadenas de suministro... y nos preguntamos si podíamos reducir las partes involucradas al mínimo absoluto requerido”.

Schmid explicó: “Todo lo que se pueda digitalizar se digitalizará. Así que empecemos a construir una cadena de valor digital”. Señaló que su enfoque de digitalización implica identificar productos adecuados, mejorar y almacenar los datos y ponerlos a disposición para la producción o las ventas.

Para Daimler, los primeros resultados parecen prometedores. “De nuestra cartera de aproximadamente 320.000 piezas de repuesto, identificamos 40.000 como factibles para la impresión 3D. Actualmente tenemos más de 1.500 piezas disponibles en nuestro almacén digital”, confirmó Schmid. Estas piezas 3D se ponen a disposición de sus sitios de producción y clientes mediante la emisión de licencias, lo que facilita la producción bajo demanda.

La selección de piezas de repuesto para la impresión 3D de Daimler se basó inicialmente en geometrías simples y en la selección de materias primas. Schmid añadió que, en determinados casos, es posible “utilizar un poco de IA para hacerlo de forma automatizada”.

A pesar de su promesa, Schmid reconoció que la fabricación aditiva no es una solución mágica. "La mayoría de las empresas cometen el error de mirar únicamente el costo del poder adquisitivo... comparar siempre el costo real... al cambiar del almacenamiento físico al almacenamiento digital, generamos ahorros en el rango de siete dígitos". La fabricación aditiva, a pesar de sus costes de instalación iniciales, ofrece ahorros en almacenamiento, plazos de entrega e incluso huella de carbono, lo que mejora su propuesta de valor.

Garantizar que el valor fluya hacia la parte correcta también es una preocupación, y Daimler está desarrollando formas de gestionar los derechos digitales de las piezas impresas en 3D, evitando reproducciones no autorizadas. Schmid afirmó que se ha desarrollado la gestión de derechos digitales (DRM). Sin embargo, admitió que la utilidad de DRM depende de la voluntad del fabricante de impresoras 3D de permitir el acceso a sus máquinas.

Según la experiencia de Daimler, el viaje de una cadena de suministro tradicional a una digital lleva tiempo, pero los beneficios son prometedores. Mientras las empresas de todo el mundo enfrentan la tarea de hacer que sus cadenas de suministro sean más resilientes, el cambio de lo físico a lo digital podría ser la clave para una logística preparada para el futuro.

¿Cómo se utiliza la impresión 3D en logística?

Hanne Gielis, directora de innovación de Materialise, y Peter Ommeslag, director del programa global Industria 4.0 de CNH Industrial, desglosaron el viaje de colaboración entre sus empresas y describieron su búsqueda de la innovación en la fabricación aditiva y un enfoque impulsado por la cadena de suministro. CNH Industrial es una multinacional productora de equipos agrícolas y maquinaria pesada.

La sostenibilidad, particularmente frente al crecimiento demográfico y la reducción de la tierra cultivable, es un factor importante. Ommeslag señaló que “el cambio climático tiene un tremendo impacto en el rendimiento de la tierra cultivable disponible”.

Según Ommeslag, los factores clave para el éxito en la creación de un programa de fabricación aditiva se basan en cuestiones estratégicas. “Lo primero que haces es preguntarte: ¿por qué lo haces? ¿Cuál es tu visión? ¿Cuál es el objetivo que estás tratando de alcanzar aquí? Para CNH, estas investigaciones estratégicas condujeron a cuatro objetivos principales: crear agilidad frente a las disrupciones globales, gestionar los costos, mantener un gran enfoque en la sostenibilidad ambiental y abordar las necesidades cambiantes de los clientes con innovaciones como la electrificación y la robótica.

La estrategia de CNH implica construir un “gemelo de fabricación aditiva” para cada pieza en su base de datos, en realidad una copia mejorada de la pieza, optimizada para la impresión 3D. Este enfoque previsor permite a CNH cambiar fácilmente de la fabricación tradicional a la fabricación aditiva si la situación lo exige.

¿Cómo seleccionar piezas para impresión 3D? En CNH "pidieron a los responsables de la planificación de la fabricación que nos enviaran la lista de las piezas que les mantienen despiertos por la noche", dijo Ommeslag. Los componentes que provocan estrés se convierten en los principales candidatos para una revisión impresa en 3D.

La estrategia de fabricación aditiva de CNH Industrial parece especialmente útil a la hora de producir piezas de repuesto para equipos más antiguos, especialmente cuando son difíciles de conseguir de fuentes convencionales. La fabricación aditiva interviene para llenar este vacío. Ommeslag señaló que CNH ya tiene “entre trescientas y cuatrocientas piezas en nuestro catálogo que se imprimen exclusivamente en 3D”.

En escenarios más urgentes, como averías en el campo, también se puede implementar la fabricación aditiva, aliviando los inconvenientes del bajo inventario o las disparidades geográficas. Ommeslag reconoció la frecuencia de tales escenarios y dijo que "sucede con regularidad", un testimonio del papel esencial que la impresión 3D se ha labrado dentro de las operaciones de la empresa.

Impresión 3D en la Armada alemana

Sascha Hartig, coordinador de fabricación aditiva de la Armada alemana (Deutsche Marine), explicó cómo la impresión 3D está cambiando las cadenas de suministro en el ejército. La Armada, cada vez más dependiente de cadenas de suministro confiables para su preparación operativa, ha sentido el impacto de las recientes interrupciones en la cadena de suministro. Hartig explicó: "Debemos mantener alta nuestra preparación operativa para todos estos barcos". Añadió que los desafíos logísticos debido a problemas en la cadena de suministro han aumentado.

En estos casos, la fabricación aditiva se ha convertido en una herramienta valiosa en el arsenal de la Marina, que ayuda a superar problemas con piezas obsoletas y a producir artículos de baja cantidad y de gran necesidad. Hartig compartió una anécdota convincente en la que una pieza esencial (un soporte de plástico para el botón de parada del motor principal de un barco auxiliar) era inalcanzable durante años, pero con la aplicación de AM, “teníamos 20 minutos de CAD para diseñar, 20 minutos de impresión y después el problema desapareció”.

Resolver los desafíos de la cadena de suministro con la impresión 3D no es un viaje de un día para otro. "Un lado es realmente conservador", dijo Hartig, una mentalidad ejemplificada por la renuencia a cambiar un proceso que históricamente ha sido satisfactorio. También notó una facción contrastante y más progresista entre el personal más joven, deseosa de utilizar la fabricación aditiva para resolver problemas. Lograr el equilibrio entre estas dos perspectivas, sugirió, es una tarea con la que la Armada alemana todavía está luchando. Sin embargo, se obtuvo una victoria significativa con la integración exitosa de una impresora 3D a bordo de un submarino, lo que demostró la utilidad de la fabricación aditiva y cambió de opinión en el proceso.

¿Cómo adoptar la fabricación aditiva a escala?

AM Forum Berlin también proporcionó una plataforma para discutir cómo aumentar la adopción de la fabricación aditiva. Martin Back, director general de BASF Forward AM, destacó las dudas de las industrias a la hora de adoptar la fabricación aditiva a mayor escala. Desde el punto de vista de Back, los principales obstáculos son la preparación tecnológica, el ecosistema de normas y criterios de diseño tradicionales, y el desafío de que las empresas naveguen por todos estos temas simultáneamente. Afirmó la necesidad de una colaboración más estrecha entre socios industriales, expertos en propiedades de materiales y expertos en procesamiento. "Ya no puede ser un proceso bilateral de comprador o vendedor", dijo.

Rainer Grünauer, director del equipo de aplicaciones y ventas especializadas de TRUMPF Laser- und Systemtechnik, destacó la necesidad de inspirar a los jóvenes ingenieros a interesarse por la fabricación aditiva. También destacó que a su empresa le llevó unos siete años implementar con éxito la fabricación aditiva y que actualmente hay "alrededor de 40 a 50 proyectos en curso". "Pero lleva tiempo", añadió Grünauer.

Sin embargo, cambiar de opinión es sólo una pieza del rompecabezas. Andreas Langfeld, presidente de Stratasys GmbH para EMEA, abogó por un cambio de paradigma en la educación. "Necesitamos trabajar con el sector educativo para incorporar la fabricación aditiva al plan de estudios", instó. Langfeld acuñó el término “nativos aditivos”, estableciendo un paralelo con los nativos digitales, para referirse a la nueva generación de ingenieros que crecen con la fabricación aditiva como parte habitual de su formación. La esperanza es que estos individuos, al unirse a organizaciones, aceleren la adopción de nuevos métodos de producción.

¿Pero es esta estrategia lo suficientemente rápida? Si bien el cambio educativo puede ser una solución a largo plazo, otras naciones no están esperando. Martin Back, director general de BASF Forward AM, ofreció una reveladora comparación con China. La nación asiática está adoptando rápidamente tecnologías modernas y las fábricas adoptan un enfoque decididamente proactivo.

Se puede lograr una adopción más rápida, pero requiere un enfoque diferente, posiblemente más atrevido. Marc Fette, director general del Composite Technology Center (CTC GmbH), una empresa de Airbus, explicó este punto. CTC, según Fette, se nutre de la innovación y la flexibilidad, ya que ha integrado completamente la fabricación aditiva en sus operaciones. Este enfoque no sólo requiere un cambio interno sino que también impulsa la innovación en la cadena de suministro aeroespacial más amplia.

Rainer Grünauer, director de aplicaciones y asesoramiento de TRUMPF Laser- und Systemtechnik, reconoció la vacilación inherente a alejarse de los estándares de calidad más altos a los que se aferraba la ingeniería tradicional. Pero advirtió del peligro de estancamiento. "Si no somos innovadores, es posible que no podamos echar un vistazo a la cantidad desconocida de industria", afirmó Grünauer. Destacó la necesidad de cultivar una mentalidad más abierta a la innovación y el riesgo, comparando la adopción de nuevas tecnologías como la fabricación aditiva con un capitán que dirige su barco hacia “aguas fuertes”.

Se le preguntó al Director de Aplicaciones y Consultoría de TRUMPF sobre el ritmo de adopción de AM en todo el mundo. Al señalar que la mentalidad estadounidense de “pruébelo y vea qué pasa” y el fuerte respaldo del gobierno de China están impulsando el crecimiento de la fabricación aditiva en estas regiones, admitió que el enfoque más cauteloso de Europa puede estar desacelerando el progreso.

La observación del Sr. Grünauer de que las industrias tradicionales corren el riesgo de quedarse atrás fue compartida por el moderador del AM Forum Berlín, Sven Krause, quien llamó la atención sobre los avances logrados por los fabricantes coreanos de vehículos eléctricos. El mensaje subyacente era claro: la industria europea debe estar más dispuesta a asumir riesgos o correr el riesgo de quedarse atrás.

Nuestro análisis de cómo se utiliza la impresión 3D en el suministro continúa en la segunda parte.

Las nominaciones están abiertas para los Premios de la Industria de la Impresión 3D 2023. No pierdas la oportunidad de ayudar a seleccionar a los ganadores de este año.

Más artículos de AM Forum Berlín.

Michael Petch es el editor jefe de 3DPI y autor de varios libros sobre impresión 3D. Es un orador principal habitual en conferencias de tecnología donde ha realizado presentaciones como la impresión 3D con grafeno y cerámica y el uso de la tecnología para mejorar la seguridad alimentaria. Michael está más interesado en la ciencia detrás de la tecnología emergente y las implicaciones económicas y sociales que la acompañan.