¿Por qué la fabricación digital es tan importante para las empresas?

A pesar de que este término se relaciona mucho con la impresión 3D, es importante saber que esta última es tan sólo una de las muchas herramientas que engloba el concepto de fabricación digital.

Por lo que este artículo no sólo le dará más luz a tu conocimiento del tema, sino que podrá inspirar proyectos e ideas para tu propia compañía. ¿Quieres saber más? Sigue leyendo.

¿Qué es la fabricación digital?

Antes de continuar con las demás herramientas, es importante conocer lo que abarca el término para tener una idea más clara de qué puede o no clasificarse dentro del mismo.

La fabricación digital consiste en un proceso de diseño y modelado que se lleva a cabo en ordenadores a través de softwares especiales (generalmente CAD y CEM). Una vez que está listo este diseño digital, se envía a máquinas enlazadas a estos ordenadores para que el producto sea fabricado, es decir, para que pueda materializarse. Esto incluye cualquier tipo de objeto: un lápiz, un mueble, un zapato, un drone y hasta una casa.

A pesar de que la fabricación digital promete cambiar el mundo, esta tecnología no es tan nueva como parece. El control numérico computarizado (CNC) tiene sus orígenes hace más de 70 años aproximadamente y en los años 80 ya se empezaba a experimentar con el diseño digital y la impresión 3D.

No obstante, el boom de la fabricación digital se da gracias a dos circunstancias:

1. Por el vencimiento de las patentes de muchas de estas maquinarias creadas en los 80.
2. Desde el momento en que se empiezan a reducir los costos de estas máquinas y se empieza a desarrollar una tecnología mucho más accesible y avanzada.

Todo esto, permitió un incremento de la experimentación con este tipo de tecnología y ha generado estas grandes expectativas para el futuro.

la fabricación digital se está convirtiendo en la tecnología disruptiva por excelencia

De acuerdo con el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), «dada la diversidad de campos de aplicación, la rapidez de la innovación tecnológica y el enorme potencial de mercado, la fabricación digital se está convirtiendo en la tecnología disruptiva por excelencia, y algunos ya comienzan a comparar su potencial con el que hace 20 años mostraban las tecnologías de información y comunicación en general e internet en particular«.

En esto también está de acuerdo la experta en fabricación industrial, Vicki Holt, quien ha señalado que «los consumidores de hoy quieren productos más inteligentes, más personalizados y disponibles bajo demanda. La única forma en que las empresas pueden satisfacer esta necesidad es creando un nuevo modelo de negocio que aplique estrategias de fabricación digital, que combina software con fabricación física, puede ayudar a los fabricantes a iterar más rápido, personalizar más, reducir los plazos de entrega y responder más rápidamente a los cambios del mercado«.

Pero ¿cuáles son concretamente las ventajas de este proceso? Veamos:

Ventajas de la fabricación digital

1. Puedes trabajar con personas alrededor del mundo

Esta es quizás la principal ventaja de la fabricación digital, ya que, como todo es diseñado y modelado a través de ordenadores, los archivos pueden ser enviados por internet a cualquier parte del mundo para su fabricación. Por ejemplo, digamos que te encuentras en México y diseñaste una prótesis para ayudar a personas con alguna discapacidad, si hay alguien con conocimiento de fabricación digital en un país donde este diseño no exista, puedes enviar el archivo y otorgar un permiso para que ellos puedan fabricarlo o modificarlo a su gusto, e incluso puedes colaborar en el diseño de otras personas alrededor del mundo. Todo esto forma parte de lo que se conoce como conocimiento libre o abierto.

2. Se disminuyen residuos

La mayoría de las herramientas de fabricación digital permiten que únicamente sean utilizados los recursos necesarios para la fabricación de un objeto o una parte del objeto. A esta forma de fabricación se le conoce como manufactura aditiva, que también tiene la ventaja de que puedes personalizar diseños y crear figuras abstractas y geometrías complejas a diferencia de cualquier proceso de fabricación tradicional, lo que da la oportunidad de que se diseñen y fabriquen productos a la medida del cliente.

3. Se acortan los tiempos de producción

Ya que por lo general la fabricación digital no necesita de herramientas especiales o de fundición, es mucho más rápida la fabricación de objetos. Además, la flexibilidad que implica todo el proceso, permite que la velocidad del mismo pueda acelerarse cuando se ejecutan en varios lugares al mismo tiempo.

4. El costo de fabricación es mucho menor

Piensa que en la fabricación tradicional se pueden hacer miles de productos o partes de productos en segundos, porque ya todo está diseñado con miles de moldes específicos. Sin embargo, si quisiéramos cambiar algo del diseño porque no cumplió las expectativas del público objetivo o queremos personalizarlo más a un cliente es muchísimo más costoso cambiar estos miles de moldes prediseñados que cambiar el diseño digital e imprimirlo en 3D, por ejemplo.

5. Es ideal para el prototipado

La rapidez con la que se puede adaptar un diseño y materializarse, así como la complejidad que se le pueden introducir a los proyectos, son características que han permitido que se popularice el prototipado a través de la fabricación digital y es una de las herramientas más utilizadas por empresas (sobre todo emprendedores) porque la iteración puede producirse muy rápido, optimizando el proceso de aprendizaje y ajuste del producto al mercado.

Tipos de fabricación digital

Por adición: Impresión 3D

Como hemos mencionado a lo largo del artículo, esta es quizás el tipo de fabricación digital más popular por su accesibilidad y facilidad de uso. Se trata de máquinas especializadas en la fabricación aditiva, que es aquella que permite crear un objeto añadiendo o superponiendo capas de un material específico como plástico, cerámica, acero, aluminio, etc. Esto puede ocurrir gracias a diferentes métodos de creación de capas como sinterizado de láser selectivo (SLS) o modelado por deposición fundida (FDM), que es uno de los más populares en la actualidad.

Foto: Pixabay

Las aplicaciones de la impresión 3D son múltiples, pudiendo utilizarse en el campo de la educación, la arquitectura, el arte, la arqueología, la industria, entre muchos otros.

Quizás una de las más grandes aspiraciones de la impresión 3D es que pueda contribuir a la medicina a través de la creación de órganos humanos. En la actualidad, se ha experimentado con la creación de prótesis, huesos y hasta corazones sintéticos personalizados para la planificación de operaciones cardíacas complejas, pero los científicos quieren llevarlo más allá y han apostado por la bioimpresión. De hecho, existe en la actualidad una startup llamada Modern Meadow que ha centrado sus esfuerzos en desarrollar esta tecnología y en 2016 logró la impresión de carne cruda a través de un material compuesto de células madre que fueron extraídas de biopsias realizadas a animales. Al igual que la startup estadounidense Organovo, que ha logrado imprimir capas de un hígado humano con células madre del paciente, lo que supone un gran avance para este campo.

Así que la impresión 3D no sólo supone una ventaja y una revolución en el prototipado, la creación de productos y elaboraciones de piezas únicas, sino que también podría llegar a salvar vidas.

Por sustracción: cortadoras láser, fresado, cortes con agua, etc.

A diferencia de la impresión 3D, todos estos artefactos están clasificados como herramientas de fabricación sustractiva, que implica la creación de objetos por medio del corte o remoción del material, en este caso puede ser cartón, madera, aluminio, acrílico, MDF, etc., lo que en pocas palabras significa que puedes poner un trozo de madera y cortarlo con algunas de estas máquinas para darle la forma de tu diseño digital.

Escultura de madera cortada a láser | Foto: Milan Ilnyckyj vía Flickr

Al igual que la fabricación aditiva, el diseño del objeto se realiza con un software (generalmente CAD o CAM) y posteriormente es enviado a los artefactos; en este caso, se les conocen como máquinas de Control Numérico Computarizado (CNC), las cuales reciben instrucciones de la computadora que se traducen en señales eléctricas que accionan el sistema de la máquina.

La categoría sustractiva es la más común y su tecnología está mucho mas madura, por lo que muchas de estas máquinas han sido utilizadas constantemente por grandes empresas para elaborar productos, lo que implica que con muchas de estas herramientas, las compañías pueden obtener un acabado más prolijo, que muchas veces no sucede con la impresión 3D.

¿Cómo está cambiando el mundo la fabricación digital?

Como bien hemos señalado anteriormente, la fabricación digital se ha popularizado y ha reducido tanto sus costos en los últimos años que en la actualidad es posible conseguir una impresora 3D por un poco más de 200$ e incluso hacerla por tu cuenta gracias a los recursos open source.

Para darte una idea de lo grande que aspira ser esta tecnología, te daremos unas cifras:

1. De acuerdo con la consultora estratégica McKinsey & Company, la fabricación digital transformará «cada eslabón en la cadena de valor de fabricación, desde la investigación y el desarrollo, la cadena de suministro y las operaciones de fábrica, hasta el marketing, las ventas y el servicio«.
2. Statista señala que la impresión 3D «ha superado su uso inicial de ser una mera herramienta para la fabricación de prototipos. Los componentes de herramientas y los patrones para piezas de fundición de metal representan un área de oportunidad«, representando alrededor de un 9% del gasto mundial en sistemas de fabricación aditivos. Además, el portal de estadísticas resalta que se espera que el mercado global de servicios e impresión 3D aumente a casi 50 mil millones de dólares para 2025.
3. Finamente, Forbes destaca que el 93% de las empresas que utilizan la impresión 3D en 2018 son capaces de experimentar ventajas competitivas, como reducciones en el tiempo de comercialización y flexibilizaciones para soportar etapas de producción más cortas para los clientes, resaltando un incremento de 21% interanual para su utilización en el prototipado.

Fablabs

El crecimiento de la fabricación digital no solo se está dando en las grandes y pequeñas industrias. Esta tecnología también ha fomentado el interés en el emprendimiento y ha logrado desarrollar su propia cultura alrededor de la misma.

Esto se debe a que la relativa facilidad para trabajar con estas máquinas ha logrado que se impulse lo que se conoce como la cultura maker o el «hazlo tú mismo» (DIY), lo que ha elevado la potencialidad y el alcance de la fabricación digital, ya que miles de personas están utilizando las máquinas para resolver sus problemas y los de otros. Todo esto ha originado la creación de los fablabs (laboratorios de fabricación, por sus siglas en inglés).

Como puedes observar en el video anterior, estos son espacios donde se pueden elaborar todo tipo de objetos gracias a la instalación de máquinas de fabricación digital aditiva y sustractiva dentro de ellos. Muchos de estos talleres se encuentran en universidades y son abiertos al público para todo aquel que desee experimentar, prototipar o realizar un proyecto en el que requiera la fabricación de casi cualquier cosa. Esto ofrece posibilidades creativas que anteriormente no eran posibles y le brinda recursos no sólo a emprendedores e investigadores, sino a cualquiera que tenga grandes ideas y quizá no posea la capacidad monetaria para materializarlas.

Por supuesto que cada fablab es diferente. Cada uno comprende sus propias normas y son administrados de maneras diferentes, con equipos también distintos y muchos de ellos están enfocados en áreas específicas como el arte, la robótica, la salud, etc., pero -en general- estos espacios buscan empoderar a todas las personas y a las comunidades, así como fomentar la cultura emprendedora y de negocio.

Este tipo de cultura es tan sólo una pequeña parte de cómo la fabricación digital está cambiando al mundo. Tan solo hay que imaginarse el alcance en múltiples industrias y notaremos que con esta tecnología se pueden salvar vidas, ahorrar recursos y disminuir la contaminación ambiental.