La Fabrica del Futuro

4a Revolución Industrial y la Impresión 3D

Según BCG la 4a revolucion industrial ya comenzó gracias a los avances tecnológicos en robótica, automatización, manufactura aditiva o impresión 3D, simulación, prototipado digital, realidad aumentada, big data, entre otras. La importancia que tiene una revolución industrial es que logra inyectar gran cantidad de productividad. Con ello genera crecimiento y si es a escala industrial impacta directamente en la macro economía, lo cual es una gran noticia para todos. Si la economía de las grandes potencias viene decreciendo en los últimos 50 años con la globalización eso nos afecta a todos.

 

Fuente de la imagen: https://en.wikipedia.org/wiki/Industry_4.0 

La 3a y 4a Revolucion Industrial en Latinoamérica

El caso de Chile, donde obtuvo su mayor crecimiento económico durante los últimos 30 años fue en parte gracias a la 3a revolución industrial, la revolución de las computadoras. Aumentó el consumo global de computadores que por sí aumentó el consumo de materias primas para poder producir en masa esos productos y Chile fue directamente beneficiado gracias a que produce y comercializa materias primas que estos grandes fabricantes consumen. Pero lo más relevante de esta nueva revolución industrial es la oportunidad para las economías en desarrollo como Chile y los países de Latino America. Por ejemplo, para que esta vez nuestros países se transformen en actores en lugar de meros consumidores o beneficiarios indirectos enriqueciendo su matriz productiva y generando nuevas oportunidades de trabajo alcanzando una nueva frontera tecnológica que hasta ahora nadie ha sido declarado líder, pero ciertamente los países desarrollados llevan la delantera

(recomendamos ver la charla TED: The next manufacturing revolution is here de Olivier Scalabre)

El motor de la 4a revolucion industrial

La manufactura aditiva o impresión 3D, como se le conoce popularmente, es parte esencial de esta 4a revolucion industrial y ha venido creciendo en los últimos 30 años. En los últimos 5 años la impresión 3d ha experimentado un crecimiento acelerado gracias a la reducción del precio y a la aparición de nuevos fabricantes (Flasforged, Formlabs, Zortrax, Ultimaker y Makerbot) que han podido llevar al mercado productos de categoría semi-profesional a un precio razonable tanto en el equipo como en los materiales. El movimiento maker y los FabLab es un fenómeno global que crece año a año y como parte esencial del kit de inicio están las impresoras 3D semi-profesionales de bajo costo. Los FabLabs son la respuesta al fenómeno maker que a su vez responde a la corriente DIY como un brazo tecnológico que soporta nuevas tecnologías de manera abierta, como por ejemplo, la Impresión 3D de bajo costo.

¿Por qué esta tecnología necesita ser soportada por un movimiento independiente?

A diferencia de las tecnologías de impresión 3D industrial de grandes compañías que producen equipos solo de alta gama a costos altos, las impresoras 3D no-industriales necesitan usuarios más avanzados para poder lograr resultados que por sí solas esas tecnologías no pueden lograr (fabricación desatendida, repeticiones y gran precisión). Sin embargo, lo que ninguna tecnología había logrado aún, sea de alta gama industrial o de bajo costos era eliminar las imperfecciones sin un post-proceso…hasta ahora. Es decir, la calidad final del producto no es equivalente con una pieza inyectada directamente salida de la impresora por lo que requiere post-proceso. Además el nivel de especialización y curva de aprendizaje requieren de cierto nivel de conocimiento para explotar el máximo potencial de estas tecnologías. En esto los “makers” han sabido ganar terreno con gran dificultad, pero lo han hecho de forma autodidacta lo cual es lento y quita mucha energía. Pero con la irrupción de actores como Markforged, estos problemas asumidos por muchos como parte de las “reglas del juego”, ahora, ya no más. Piezas de alta calidad comparables con inyección de plástico, alta resistencia y durabilidad, materiales de uso final, a un costo razonable y escalable hacen que las nuevas tecnologías como la de Markforged logren que prácticamente que cualquier ingeniero se vuelva en un potencial fabricante de sus propios productos sin necesidad de la curva de aprendizaje, post-procesos, etc.

Impresoras 3D vs Servicios de Impresión 3D

Los últimos datos sobre el reporte de Wohlers Associates del mercado global de Impresión 3D demuestra un crecimiento mayor en el sector servicios que en la venta misma de impresoras 3D. A pesar de que las impresoras 3D de bajo costo han experimentado un crecimiento cada vez mayor, estas no superan en número al mercado de servicios de manufactura aditiva. Y es que con los avances en las aplicaciones y usos de la manufactura aditiva en el sector industrial, la aparición de 30 nuevos fabricantes por año y las diferencias en los costos junto a toda la confusión han dado razones suficientes para que muchas compañías ya no estén pensando en comprar una impresora 3D para uso In-House. En lugar de ello dejar todo en manos de los especialistas a través de un pago por servicio y así gozar directamente de los beneficios de la impresión 3D, así logran reducir el riesgo de invertir en una tecnología que probablemente no alcance el ROI antes de que quede obsoleta.

(Las predicciones para este año aún no se pueden asegurar hasta el próximo año, pero según el último reporte de resultados el mercado creció 17.3% en 2016 alcanzando $6,063 billones de dólares y la cantidad de fabricantes industriales aumentó de 62 a 97. Más de 30 en tan solo 1 año)

 

La era “post-Hype” y la irrupción de las impresoras 3D de gama profesional. 

El número de fabricantes industriales hace 30 años no era más de 2, hace 20 años subió a 6, el 2013 ya habían 31 fabricantes industriales que se duplicaron para el 2015 y en 2016 ya existen 97 fabricantes de categoría industrial (las tecnologías de bajo costo o escritorio no están consideradas en esta cuenta, porque el recuento se dispara). Lo interesante con la aparición de nuevos fabricantes de categoría industrial (establecido meramente por el costo de la tecnología >$5,000usd) es que ya en 2015 representaban cerca del 20% de los fabricantes más antiguos. Estos han sabido mantener su liderazgo en el mercado industrial avanzado como el automotriz, aeroespacial y médico, sin embargo han visto cómo estos nuevos fabricantes con tecnologías que cuestan entre > $5,000 y < $100,000usd han podido romper una barrera importante a la hora de considerar el uso In-House de estas tecnologías que es el COSTO DE LA INVERSION.

Cuando el costo baja, aparece la creatividad

Estos nuevos fabricantes no solo han roto esta barrera sino que han hecho un real esfuerzo por crear una nueva categoría que hasta ahora no estaba bien definida: CATEGORIA PROFESIONAL. ¿Por qué? Porque los sistemas industriales no podían realmente pasar del DISEÑO a la FABRICACIÓN directamente. Sus materiales estaban limitados a aplicaciones de prototipado rápido o porque el tiempo de producción era muy lento. Para probar ideas y evadir errores, donde mayor valor agregaban, no lograban PIEZAS DE USO FINAL en la mayoría de los casos, al menos no sin tener que pagar un alto costo por ello. 4a revolucion industrial

Hoy, tecnologías como las de fibra compuesta continua de Markforged ofrece la posibilidad a cualquier ingeniero pueda montar una impresora 3D por menos de USD$5,000 en su oficina y fabricar piezas de uso final con un material llamado ONYX (por su parecido al color de la piedra con el mismo nombre). ONYX es un material compuesto de Nylon con Fibra de Carbono molido embedido directamente en el filamento para imprimir en 3D. Además, el software (más avanzado del mundo declarado por el fabricante) para impresión 3D está colgado en la nube por lo que el usuario no necesita tener un PC o MAC dedicado donde instalar el software y utilizar los recursos propios del hardware. Desde la nube puede cargar, optimizar y fabricar la pieza directamente usando una interfaz que funciona desde cualquier dispositivo conectado a internet como un smartphone, tablet o PC común y corriente.

La verdadera revolución detrás de la impresión 3D

Ahora bien, este fenómeno global que ronda al rededor de la impresión 3D con los makers, FabLabs y servicios de impresión 3D profesional podemos decir que se debe a tres factores fundamentales que son propios de las revoluciones industriales y en particular de la 4a revolucion industrial: PROXIMIDAD, DEMOCRATIZACIÓN y por último uno de los aportes más revolucionarios de la impresión 3D que es la PERSONALIZACIÓN. 4a revolucion industrial

1. PROXIMIDAD

si buscamos a todos los prestadores de servicios de impresión 3D profesional nos daremos cuenta que son menos de 10 los que ofrecen un servicio de escala global y todo el resto son negocios con una mirada más local que busca atender las necesidades de potenciales clientes en un radio menor como una ciudad, una región hasta el país en donde se encuentra, pero no más allá En el caso de los FabLabs estos funcionan en su mayoría al interior de las universidades atendiendo directamente a su propia comunidad de estudiantes, profesores y uno que otro investigador o emprendedor, pero su alcance es limitado, así como los FabLabs más abiertos buscan atender a una comunidad más transversal, pero finalmente es a una escala local. Si pensamos bien este concepto es parte del fenómeno que comenzaremos a ver en los próximos años con la re-localización de las fábricas a los países de origen a una escala menor, pero con una red más extensa de mini-fabricantes que atenderán necesidades locales y que apoyados con impresión 3D podrán prestar servicios a un costo razonable y competitivo. Pero siempre el modelo apuntará a atender las necesidades locales en un radio limitado y si se quiere expandir ese radio para llegar más lejos el modelo obliga a que se creen nuevos centros y así mantenerse en una escala controlable.

Foto de Markforged y sus máquinas conectadas globalmente a la nube a través del Fleet Manager

2. DEMOCRATIZACIÓN

gracias a una reducción de +90% de los costos en equipos y materiales de impresión 3D, los repositorios (Thingiverse, Youmagine, Pinshape, etc) o bibliotecas abiertas de archivos para imprimir en 3D y marketplaces que reúnen a diseñadores que ofrecen sus diseños exclusivos por el precio de $5usd promedio para que puedas imprimirlo desde tu casa hemos podido ver cómo se ha acelerado el concepto de impresión 3D para “fabricar casi cualquier cosa” a escala global. Sin embargo, esta democratización no ha sido solo a escala hobbista sino también a escala industrial. Con la aparición de nuevos fabricantes que ofrecen productos de categoría industrial, pero a un precio que un profesional o una pequeña oficina de ingeniería y diseño puede adquirir con el aliciente adicional de que los materiales que utilizan son de ingeniería por lo que ahora podemos realmente pasar del diseño a la producción a una escala de 1 o pocas unidades. Esta vez, la propuesta de valor es inmensamente mayor a lo que podíamos encontrar en el mercado hace tan solo un par de años, ahora es del diseño a la producción directa. 4a revolucion industrial

3. PERSONALIZACION

Este fenómeno lo explica muy bien Chis Aderson en su libro “Makers” y es que hoy los nichos de pocas unidades multiplicado por millones de usuarios que quieren un producto único es un valor igual o mayor a la economía de escala que se produce cuando vendes un producto igual por millones de unidades. La “Personalización para las masas” es un concepto que podemos ver en acción en casos como Normal earphones, Feetz o las prótesis 3D como Cyborg BeastEste concepto tiene el gran valor de que podemos entregar a la escala de una o pocas unidades un producto personalizado a un precio justo gracias a la impresión 3D y que sería imposible con la manufactura tradicional. La Personalización de productos es una idea que encuentra cada vez más adeptos y usuarios gracias a diseñadores innovadores que han detectado necesidades en las personas. Como niños que necesitan una prótesis personalizada y funcional, pero a bajo costo. Médicos que necesitan mejorar las probabilidades de éxito en cirugías complejas como del corazón y es la impresión 3D quien les ayuda con replicas exactas de sus pacientes a practicar y planificar mejor la cirugía. Dentistas que hoy pueden ofrecer tratamientos de ortodoncia sin brackets a un costo razonable gracias a los alineadores invisible que se fabrican con moldes impresos en 3D. 4a revolucion industrial

La Personalización con impresión 3D no ha tardado mucho en encontrar el lugar que necesita mayor personalización de todos que es, por supuesto, nuestros cuerpos. Ya sea para accesorios como lentes, audífonos, joyería, ropa y zapatos o dispositivos de uso temporal/permanente como las prótesis y los implantes forman parte de estos “nuevos productos” a la escala de uno o pocas unidades hechos 100% a la medida.

 

 

La Fabrica del Futuro con Impresión 3D para la 4a revolucion industrial

¿Puede un país que se ha des-industrializado y cuya matriz productiva está basada en la producción y exportación de materias primas, fabricar piezas complejas con materiales avanzados localmente y a bajo costo? La Fábrica del Futuro puede hacer esto y mucho más: puede convertir a un país des-industrializado en una potencia regional y cambiar la matriz productiva para siempre gracias a que puede operar en cualquier lugar, no hace ruido, es escalable y no contamina, pero también permite que todos puedan trabajar en esta fabrica y “empoderarse” del funcionamiento al contrario de lo que es una fabrica tradicional donde no se espera que el operador piense sino simplemente “ejecute”. 4a revolucion industrial

La Fábrica del Futuro funciona con tecnología de Impresión 3D adaptada para mejorar el rendimiento a bajo costo sin comprometer la calidad de la fabricación y la flexibilidad de operación. La Fábrica del Futuro es una tecnología basada en el IoT ya que se puede controlar a distancia, recibir reportes e incluso ver en vivo como funciona todo a través de la nube, pero lo más interesante es su configuración ya que puede producir de 1 a 10,000 unidades ya que es escalable y además puede fabricar multiples piezas personalizadas o distintas al mismo tiempo, todo en un espacio menor al que se requeriría para instalar una fábrica tradicional. Es decir, esta fabrica puede estar en una oficina, en la casa, en una escuela o hasta en dentro de un Hospital. 4a revolucion industrial

Casos como el Voodoo Manufacturing o el Continous Build 3D Demonstrator de Stratasys, Formcell de FormLabs son algunos ejemplos de este concepto en acción y habla también de la necesidad de pensar “out of the box” literalmente para que en lugar de cajas limitadas de fabricación sean verdaderos módulos escalables similares a una linea de producción, pero que esta vez pueden crecer en todas direcciones y ya no solo lineal u horizontalmente. Pero lo más interesante es que con la DEMOCRATIZACION de multiples tecnologías, no solo la impresión 3D, con la industria 4.0 hoy podemos crear este tipo de “fabricas” desde cero, en forma local y en lugares antes impensados y con ello volver a “industrializar” nuestras economías dando paso a la creación de nuevas oportunidades de negocio y por supuesto de trabajo.

Foto del Fleet Manager, aplicación de Markforged para administrar una flota de impresoras 3D desde cualquier parte

Finalmente lo más importante, todas estas tecnologías y avances no son nada sino sabemos para qué utilizarlas y donde aplicarlas. Es por eso que La Fabrica del Futuro y la 4a revolucion industrial deberá responder a las necesidades de un mercado global, pero con una mirada local que ayude a fabricar productos personalizados a la escala de uno o pocas unidades pensando en una extensa red de mini fabricantes en lugar de una gran fabrica para millones y sin tener que pasar por una extensa cadena de distribución. Y para que esto cobre sentido serán las aplicaciones para “nuestros cuerpos” probablemente la mayor fuente de inspiración para la Fabricación personalizada en masa.

 

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