Prólogo por Ian Gibson
La fabricación aditiva (FA) está alcanzando su madurez. Con esto quiero decir que la tecnología asociada a la FA ha experimentado un período sostenido de crecimiento y desarrollo. Ya no puede considerarse simplemente una tecnología interesante con características innovadoras que permiten crear piezas divertidas. Desde sus inicios a finales de los 80 y principios de los 90, las máquinas de FA se han abierto camino en cada vez más ámbitos de aplicación. Esto se ha logrado gracias al desarrollo del enfoque original de combinar secciones transversales de material, capa por capa, para formar un objeto sólido completo con datos extraídos de modelos CAD sólidos 4D. Este desarrollo ha extendido la tecnología en diversas direcciones. Se han logrado mejoras graduales (y en algunos casos, drásticas) en cuanto a la gama de materiales (y sus propiedades), la velocidad de fabricación, las dimensiones de fabricación, la precisión, la resolución, la fiabilidad, la usabilidad y, en última instancia, el coste. Está “en su madurez” porque la FA ahora puede integrarse con otras tecnologías de fabricación consolidadas para producir productos más grandes, mejores y más estéticos de forma más eficiente y económica.
Conocí el prototipado rápido (lo que ahora se conoce técnicamente como fabricación aditiva y más comúnmente como impresión 3D) en 1992, gracias a un colega, Phill Dickens, cuando era un joven profesor en la Universidad de Nottingham, Reino Unido. Junto con otros colegas, formamos el primer grupo de investigación de prototipado rápido del Reino Unido, organizamos la primera conferencia europea sobre prototipado rápido y adquirimos una de las primeras máquinas del Reino Unido, una SLA250 de 3D Systems. Esto marcó el inicio de una obsesión permanente con esta tecnología, que me ha permitido observar su desarrollo de cerca.
Lo que veo ahora es un momento en el que la industria está realmente interesada en la fabricación aditiva. No se trata solo de los pioneros visionarios ni de quienes intentan aprovechar una tecnología disruptiva para mantenerse a la vanguardia. Cabe decir que hoy en día los fabricantes deben considerar seriamente la tecnología de fabricación aditiva junto con todas las demás tecnologías de fabricación para garantizar su relevancia, agilidad y capacidad para satisfacer las necesidades de los consumidores.
En los últimos años, hemos experimentado numerosas disrupciones en nuestra vida cotidiana, la más notable de las cuales está relacionada con el virus COVID-19. Las cadenas de suministro habituales se han visto interrumpidas, los costes energéticos y el impacto ambiental nos han obligado a mejorar la eficiencia, a menudo mediante un mayor uso de la automatización y la digitalización. La fabricación aditiva (FA) ha formado parte de esto, permitiendo a los fabricantes reaccionar con mayor rapidez a las demandas cambiantes, mejorar la calidad del producto y facilitar la personalización. La Industria 4.0 es cada vez más una realidad a la que la mayoría de los fabricantes no solo aspiran, sino que la aplican con regularidad. La FA es una tecnología impulsada digitalmente que, en muchos casos, lidera el camino hacia la Industria 4.0.
Pero, ¿cuándo debería un fabricante migrar a la fabricación aditiva (FA)? ¿En qué máquinas debería invertir y cómo puede aprovecharlas al máximo para satisfacer sus necesidades? ¿Qué necesita saber aún antes de comprometerse? ¿Cómo adapta su plantilla a estos cambios?
Todos los ingenieros están familiarizados con los conceptos de momento e inercia. Siempre es más fácil mantener un cuerpo en movimiento a lo largo de la misma trayectoria. Cambiar esa trayectoria requiere más energía, pero si se avanza hacia un obstáculo, dicha energía es necesaria para evitar que se estrelle. Sin embargo, si no se aplica suficiente energía en el momento o la dirección adecuados, pueden surgir problemas. Invertir en nueva tecnología es como navegar entre icebergs. ¿En qué momento debería invertir mis recursos para sortear estos obstáculos y seguir avanzando hacia mi destino final?
El Manual Springer de Fabricación Aditiva tiene como objetivo informar a las empresas y ayudarlas a tomar las decisiones correctas en torno a la fabricación aditiva (FA). Comienza explicando cómo se ha desarrollado la tecnología a lo largo de los años y cómo ha llegado a su estado actual. Los usos y beneficios obvios de la FA están ahora bien establecidos con estándares aceptados. Esta primera sección sirve como base para lo que se debe saber sobre la FA en general.
Lo que sigue son secciones sobre diseño, procesos y materiales. Los diseñadores necesitan incorporar las capacidades de la fabricación aditiva (FA) a su repertorio para poder crear productos que se ajusten a estas ventajas, por ejemplo, mediante la aplicación de métodos de diseño generativo u optimización topológica. Incluso si un producto no ha sido diseñado para utilizar estos métodos, la FA puede ser la forma más rentable de producir un producto en virtud de su geometría, tamaño, material o volumen de producción. Por lo tanto, los ingenieros necesitan saber cómo la FA se integra en una cadena de producción estándar y qué esperar en términos de propiedades mecánicas y de otro tipo de las piezas resultantes. El libro concluye con una sección sobre educación y formación en torno a la FA, seguida de una serie de casos prácticos diseñados para demostrar el alcance de la FA, allanando el camino para usos futuros.
Los lectores de este manual probablemente ya tengan conocimientos sobre fabricación aditiva y estén interesados en aprender más. Querrán saber cómo la fabricación aditiva está afectando sus vidas y cómo podría evolucionar en el futuro. Quizás estén considerando aprender a usar, o incluso comprar, una máquina de fabricación aditiva. Si esto les describe, este libro será un buen punto de partida para un largo y fascinante viaje hacia el futuro de la fabricación.