La Manufactura Aditiva como parte central de la Industria 4pensamiento.unal.edu.co/fileadmin/recursos/focos/desarrollo-sosten… · Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica,

Departamento de Ingeniería Mecánica y

Mecatrónica, Facultad de Ingeniería, Sede

Bogotá



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Simposio 4ª Revolución Industrial

La Manufactura Aditiva como parte central de la Industria 4.0

Carlos Alberto Narváez Tovar, PhD.

Universidad Nacional de Colombia – Sede ManizalesAuditorio R – Campus la NubiaBogotá, 8 de octubre de 2018

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Contenido

• ¿Qué es la Manufactura Aditiva (AM)?

• Megatendencias de la AM

• Oportunidades para Colombia

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Procesos de Manufactura

Sustracción Conformación

Fundición Adición3

[1] [2]

[3] [4]



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“Additive manufacturing (AM), also known as 3D printing, uses computer-aided design to build objects layer by layer”

4

American Society of Testing and Materials - ASTM [5]

Modelo CAD 3D

Archivo STL

Corte por

capas

Sistema AM

Acabado



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5

“3D printing is the operation at the heart of additive manufacturing”

Peter Zelinski. Editor-in-chief, Additive Manufacturing [6]



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La AM superó 7.3 billones de dólares en el 2017

6Fuente: UPS [8]

• Representa 0,04% del mercado de manufactura global

• Norteamérica y Europa representan un poco más de 2/3 de los ingresos del mercado



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El uso de la Impresión 3D tiende hacia las partes funcionales

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Partes Funcionales29%

Prototipo18%

Otros33%

Prueba visual de concepto10%

Moldes y herramental10%

Adaptado de UPS [8]



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Materiales para impresión 3D

8Fuente: Stratasys [9]



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La AM es una de las diez megatendenciasindustriales

Personalización masiva

Empoderamiento del cliente

Democratización del diseño y manufactura

Producción en el lugar de uso



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10

Fuentes: [10], [11] y [12]



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16http://enablingthefuture.org/



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El índice de Impresión 3D mide como un país apoya la AM

Impresión 3D (50%)

• Venta de impresoras

• Impresoras instaladas

• Solicitudes de patentes

Demanda (10%)

• Consumo per cápita

• Tamaño del mercado doméstico

Comercio (10%)

• Importaciones y Exportaciones

• Inversión Extranjera

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Personas (10%)

• Graduados en ciencia e ingeniería

• Disponibilidad de habilidades digitales

Gobernanza (10%)

• Estabilidad política

• Legislación

• Propiedad intelectual

Tecnología (10%)

• Penetración del internet

• Inversión en I+D

• Capacidad de innovación



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18Adaptado de A.T. Kearney [13]

Followers: “To move ahead, they will need government engagement and policies that promote technology adoption and infrastructure development”

Leaders

Challengers



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Recomendaciones a los empresarios

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Integrar la AM a su cadena de

suministro

Revisar su

estrategia

Aceptar el reto

Adaptado de KPMG [14]



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Caminos para nuevos negocios

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Camino III – Evolución del Producto• Personalización• Incremento de

desempeño/funcionalidad• Costo cero por incrementar

complejidad

Camino IV – Evolución del modelo de negocio• Personalización masiva• Empoderamiento del cliente • Manufactura en el lugar de uso• Desintermediación de la cadena

Camino I – Estasis

• Diseño y prototipado rápido

• Producción de herramientas personalizadas

• “No se aceptan cambios”

Camino II – Evolución de la cadena• Manufactura cerca del punto de

uso• Flexibilidad y capacidad de

respuesta• Reducción de inventario

Impacto en la cadena de proveedores

Imp

acto

en

el d

esa

rro

llo d

e p

rod

uct

o



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Composición del mercado para el 2025

Automotriz20%

Electrónica de consumo

28%

Aeroespacial15%

Médico y dental16%

Industrial12%

Arquitectura4%

Otros5%

21Adaptado de Frost & Sullivan [10]



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ejemplo del sector médico

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Microtia

Malformación congénita

Cartílago, implante Medpor o prótesis

6,4 por cada 10 000 niños



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Escaneo 3D CADCaracterización

MaterialesImpresión 3D

PLA

Layfom 40

PCL




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Medición de defectos de impresión



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Ensayos de tracción en máquina universal



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Conclusiones

• La impresión 3D es una parte central de la industria 4.0

• Las claves están en:– El empoderamiento del cliente– La personalización masiva– Producción en el lugar de uso– La democratización del diseño y la manufactura

• El sector necesita apoyo gubernamental

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Agradecimientos

• Jessica Zuleima Parrado, Ingeniera mecánica, Universidad Nacional de Colombia.

• Voxel3d http://voxel3d.net/

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http://voxel3d.net/



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¡Muchas gracias!

Carlos Alberto Narváez Tovar, [email protected] 402 Edificio 453Departamento de Ingeniería Mecánica y MecatrónicaUniversidad Nacional de Colombia Sede Bogotá

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mailto:[email protected]



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Referencias[1] WARDjet. An example of a 5-Axis waterjet cutting head used to cut complex 3-Dimensional parts on a CNC waterjet cutting machine. <https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:5-Axis-Waterjet-Cutting-Head.jpg >. Consultado 18-09-2018.

[2] NearEMPTiness. Schmieden von Damaszener Stahl im LVR-Industriemuseum Solingen. <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Forging_of_Damascus_Steel_in_Solingen_02.JPG>. Consultado 18-09-2018.

[3] Allen Drebert. Pouring molten gold into ingot mold at La Luz Mine. <https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/Pouring_gold.jpg>. Consultado 18-09-2018.

[4] Jonathan Juursema. A photo of the printing head of a FELIX 3D Printer in action. <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Felix_3D_Printer_-_Printing_Head_Cropped.JPG>. Consultado 18-09-2018.

29

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:5-Axis-Waterjet-Cutting-Head.jpg

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Forging_of_Damascus_Steel_in_Solingen_02.JPG

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/Pouring_gold.jpg

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Felix_3D_Printer_-_Printing_Head_Cropped.JPG



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Referencias[5] ASTM international. Additive manufacturing overview. <https://www.astm.org/industry/additive-manufacturing-overview.html>. Consultado 19-09-2018.

[6] Peter Zelinski. Additive Manufacturing and 3D Printing Are Two Different Things. Additive Manufacturing magazine, 08-04-2017. <https://www.additivemanufacturing.media/columns/additive-manufacturing-and-3d-printing-are-two-different-things>. Consultado 19-09-2018.

[7] Roland Berger. Additive manufacturing in Aerospace and Defense. Roland Berger, 2017.

[8] UPS. 3D printing: The next revolution in Industrial Manufacturing. 2016.

30

https://www.astm.org/industry/additive-manufacturing-overview.html

https://www.additivemanufacturing.media/columns/additive-manufacturing-and-3d-printing-are-two-different-things



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Referencias[9] Stratasys. Additive Manufacturing Understanding the business drivers for technology adoption, 2016.

[10] Mohamed Hassan. 3d printer <https://pixabay.com/en/technology-3d-print-printer-cad-3261750/>. Consultado 06-11-2018.

[11] splotramienny. Prostetic Proteza 3d print <https://pixabay.com/en/prostetic-proteza-3d-print-druk-1273183/>. Consultado 06-11-2018.

[12] Petr Dlouhý. Blank world map with blue oceans <https://ia.m.wikipedia.org/wiki/File:A_large_blank_world_map_with_oceans_marked_in_blue.svg>. Consultado 06-11-2018.

31

https://pixabay.com/en/technology-3d-print-printer-cad-3261750/

https://pixabay.com/en/prostetic-proteza-3d-print-druk-1273183/

https://ia.m.wikipedia.org/wiki/File:A_large_blank_world_map_with_oceans_marked_in_blue.svg



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Referencias[13] KPMG. Industrial Manufacturing Megatrends Research, 2014.

[14] Sean Monahan y otros. 3D printing: Disrupting the $12 Trillion Manufacturing Sector. A.T. Kearney, Inc., 2017.

[15] Shapeways. Brass 3D Prints by Shapeways<https://www.flickr.com/photos/51579195@N02/12092209685>. Consultado 18-09-2018.

[16] 3DPrinthuset (Denmark). 3D printer nozzle in action - Building on demand (BOD) project <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:BOD_printer_nozzle.jpg>. Consultado 18-09-2018.

32

https://www.flickr.com/photos/51579195@N02/12092209685

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:BOD_printer_nozzle.jpg

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