Evolución de la producción industrial y manufactura aditiva

Actualmente, la industria 5.0 se basa en tres elementos, El primer elemento es la sostenibilidad que busca solventar las mermas causadas de descomponer los materiales hasta obtener la pieza deseada. Segundo, el enfoque centrado en el ser humano pone las necesidades e intereses humanos centrales en el corazón del proceso de producción, pasando del progreso impulsado por la tecnología a un enfoque completamente centrado en el ser humano y en la sociedad, de esta manera, se debe cubrir las necesidades específicas de cada usuario. Por último, la resiliencia se refiere a la necesidad de desarrollar un mayor grado de robustez en la producción industrial, armándola mejor contra las interrupciones y asegurando que pueda proporcionar y respaldar infraestructura crítica en tiempos de crisis. La industria del futuro debe ser lo suficientemente resistente como para navegar rápidamente los cambios (geo)políticos y las emergencias naturales.

Se puede definir que el objetivo de la industria 5.0 es centrarse en la demanda personalizada de los clientes. Para cumplir este objetivo, es necesario emplear nuevas tecnologías que sean versátiles y permitan una producción personalizada. Para esto, la manera en que los componentes se producen evoluciona para ser de “abajo hacia arriba”, esto quiere decir que, construir la pieza desde cero. Para esto, se creó un método de manufactura cuyo objetivo es producir artículos al momento con un modelo digital y sin la necesidad de moldes, este método es denominado “Manufactura aditiva”.

El ejemplo más conocido en la sociedad de manufactura aditiva es una impresora 3D, esta emplea un filamento de material polimérico (plástico) que es calentado a una temperatura de fusión en una boquilla que es movida por un sistema motriz de 3 ejes para ir depositando el material capa a capa sobre una plancha hasta obtener el producto final, este método es conocido como modelado de deposición fundida (FDM, Fused deposition modelling). Siguiendo el mismo principio de depositar un material y crear una estructura capa a capa, se han modificado la boquilla y el sistema de inyección para poder emplear nuevos materiales. Entre los materiales que se han empleado se encuentre el concreto, que ha sido empleado para fabricar edificaciones como casas u oficinas. De manera similar, se ha empleado para ir creando piezas metálicas, para esto, se emplea un sistema de arco eléctrico el cual funde un metal sobre una base metálica para ir creando cada capa.

Conforme avanza la tecnología, la manufactura aditiva ha cambiado y buscado otras alternativas al FDM, entre las opciones se encuentra la inyección aglutinante, que emplea el uso de líquidos aglutinantes y una base de polvo donde el aglutinante se hace endurecer para crear la forma. Otra alternativa es la fusión de lecho en polvo, donde se emplean una capa en polvo del material y mediante energía térmica, se da forma al objeto, otro método es la fotopolimerización, donde se emplea un polímero que reacciona a la luz (En una longitud de onda especifica) y mediante un láser se le da forma al material.

Cada uno de los sistemas de manufactura aditiva es posible crear elementos personalizados de acuerdo con las necesidades del cliente. Para lograr esto se crea el diseño deseado en un software de modelado 3D, posteriormente se hacen pruebas a través de simulación para corroborar que el diseño se ajusta a las necesidades solicitadas, ya con la información verificada, se exporta el diseño a un formato STL que es un formato de transmisión de datos estándar que define la geometría de un objeto 3D para posteriormente pasar el archivo a un formato que pueda comprender el dispositivo que permite la creación del objeto a través de manufactura aditiva.

Se puede concluir que la manufactura aditiva emplea herramientas computacionales de modelado 3D para crear las piezas e incluso para realzar pruebas de funcionamiento y ensamble a través de simulación de esta manera se cumple el requisito de estar enfocado a la necesidad del cliente, posteriormente, al crear la pieza evitando costos en prototipos y pruebas físicas de funcionamiento se cumple la parte de sustentabilidad y por último, al contar con el diseño de manera digital, este puede ser modificado y manipulado con posterioridad, esto le da a la manufactura aditiva la robustez necesaria para considerarse resiliente. Por lo tanto, se puede indicar que la manufactura aditiva se ajusta y cumple de manera completa las expectativas para fortalecer el crecimiento de la industria 5.0 en la sociedad.